UNIVERSITAS INDONESIA. REKONSTRUKSI PRIMER POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR) SPESIFIK UNTUK GEN TRANSFERIN PADA IKAN NILA (Oreochromis niloticus)

UNIVERSITAS INDONESIA

REKONSTRUKSI PRIMER POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR) SPESIFIK UNTUK GEN TRANSFERIN PADA IKAN NILA (Oreochromis niloticus)

SKRIPSI

RIZKY PRIAMBODO 0706264293

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM DEPARTEMEN BIOLOGI DEPOK DESEMBER 2011

Rekonstruksi primer..., Rizky Priambodo, FMIPA UI, 2011

UNIVERSITAS INDONESIA

REKONSTRUKSI PRIMER POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR) SPESIFIK UNTUK GEN TRANSFERIN PADA IKAN NILA (Oreochromis niloticus)

SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

RIZKY PRIAMBODO 0706264293

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM DEPARTEMEN BIOLOGI DEPOK DESEMBER 2011




KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan segala nikmat-Nya bagi Penulis, sehingga Penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Shalawat dan salam juga tak lupa senantiasa dipanjatkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah membawa manusia menuju kehidupan yang lebih baik. Penelitian dan penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia (FMIPA UI). Skripsi ini tercipta berkat bantuan yang diberikan oleh beberapa pihak kepada Penulis. Oleh karena itu, Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.

Dr. Irvan Faizal, M.Eng dan Dr. Abinawanto, selaku Pembimbing I dan II yang telah membimbing, memberi nasihat, semangat dan saran bagi Penulis dalam penelitian dan penulisan skripsi ini. Terima kasih atas kesabaran, waktu, dukungan, dan semangat yang diberikan sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

2.

Dr. Wibowo Mangunwardoyo, M.Sc. dan Dr. Anom Bowolaksono, M.Sc. selaku Penguji I dan II yang telah memberikan saran, perbaikan, dukungan, dan kritik kepada Penulis dalam pembuatan dan perbaikan skripsi ini.

3.

Dr.rer.nat. Mufti P. Patria, M.Sc. selaku Ketua Departemen Biologi FMIPA UI, Dra. Nining Betawati Prihantini, M.Sc. selaku Sekretaris Departemen, Dra. Setiorini, M.Kes. selaku Koordinator Seminar, Dra. Titi Soedjiarti, S.U. selaku Koordinator Pendidikan, dan seluruh dosen Departemen Biologi FMIPA UI atas ilmu pengetahuan yang telah diberikan kepada Penulis selama menempuh pendidikan di Biologi. Terima kasih juga kepada seluruh karyawan Departemen Biologi FMIPA UI, terutama Mbak Asri, Ibu Ida, Pak Taryana, Pak Taryono dan Ibu Rusmalina atas segala bantuan yang telah diberikan.

4.

Ayah, Ibu, Kakek, Nenek, Bude Rahayu, Mbak Ria, Mas Rio, Mbak Ika, dan seluruh keluarga besar Penulis yang telah membantu baik secara moril maupun materil. Terima kasih telah meluangkan waktu, tenaga, materi, serta


memberikan semangat, doa dan perhatian kepada Penulis selama penulisan skripsi ini. 5.

Ir. Nenie Yustiningsih, M.Sc, selaku Direktur Pusat Teknologi Produksi Pertanian BPPT yang telah memberikan ijin kepada Penulis untuk melakukan penelitian di Laboratorium Bioakuakultur BPPT. Terima kasih juga kepada Dr. Suhendar I. Sachoemar, Dr. Iding Chaidir, Dr. Ratu Siti Aliyah, Dr. Husni Amarullah, Ir. Doddy Irawan, M.Sc, Ir. Sanityaning Irawati, Ir. Kusmiyati, dan Wisnu Sujatmiko, M.Si, selaku staff Laboratorium Bioakuakultur BPPT yang telah memberikan sambutan hangat dan motivasi bagi Penulis.

6.

Mas Bagus, Mbak Tanti, Mbak Novi, Mbak Kiki, Mas Yogi, Mas Deni, Pak Ayub, Mas Rahmat, Mas Rizki, Mbak Delfi, Mbak Leha, dan Mbak Anna yang telah membantu dan memberikan semangat bagi Penulis selama melakukan penelitian di Laboratorium Bioakuakultur BPPT.

7.

Ferissa Perwitari terima kasih atas segala perhatian, kebersamaan, dan doa bagi Penulis. Seluruh teman-teman Biologi angkatan 2007 (BLOSSOM), terutama Bayu, Karno, Fajar, Ikrimah, Maridha, Fika, dan Tiwi atas semua suka, duka, semangat, perhatian, waktu, tenaga, pengalaman, dan persaudaraan yang telah diberikan kepada Penulis.

Penulis memohon maaf jika terdapat kesalahan dan kekhilafan. Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran sangat diharapkan demi kemajuan di masa depan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

Depok, 29 Desember 2011

Penulis



ABSTRAK

Nama : Rizky Priambodo Program studi : Biologi Judul : Rekonstruksi Primer Polymerase Chain Reaction (PCR) Spesifik untuk Gen Transferin pada Ikan Nila (Oreochromis niloticus)

Transferin merupakan salah satu faktor yang berperan penting dalam transportasi zat besi dalam darah dan dapat mampu menyebabkan ikan nila (Oreochromis niloticus) hidup pada rentang salinitas yang cukup besar. Penelitian bertujuan merekonstruksi primer PCR spesifik untuk gen transferin pada ikan nila (Oreochromis niloticus). Gen transferin yang diuji berasal dari 10 strain ikan nila yang mewakili populasi ikan nila di Indonesia. Hasil PCR gen transferin ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam kemudian diklona dan disekuensing. Sekuen DNA yang didapatkan dihomologikan dengan sekuen gen transferin yang terdapat pada gene bank. Hasil homologi menunjukkan adanya daerah yang conserved sebesar 83 pb. Primer didesain untuk mengamplifikasi fragmen gen transferin tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa primer TrfNF dan TrfNR mampu mengamplifikasi gen transferin dari 10 strain ikan nila. Kata kunci xiii + 85 halaman Daftar referensi

: Ikan nila, PCR, primer, transferin : 16 gambar; 2 tabel : 49 (1980--2011)


ABSTRACT

Name : Rizky Priambodo Study Program: Biology Title : Specific Polymerase Chain Reaction (PCR) Primer Reconstruction for Transferrin Gene in Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) Transferrin is one of many factors that makes Nile Tilapia fish (Oreochromis niloticus) can live in very wide salinity range. The purpose of this research is to reconstruct specific primer for transferrin gene in Nile tilapia fish (Oreochromis niloticus). The transferrin gene was taken from 10 variant of Nile Tilapia fish which represent the population of Nile Tilapia fish in Indonesia. The result from amplification process of transferrin gene from Nile Tilapia variant GESIT, Red Nifi, and Selfam was cloned and was sequenced. The result of sequencing process was arranged to find the conserved region. The conserved region has found and the size is 83 bp. PCR primer was designed to amplify transferrin gene fragmen. The result of this research is TrfNF primer and TrfNR primer can amplify transferrin gene from 10 variant Nile Tilapia fish. Key words :Nile Tilapia fish, PCR, primer, transferrin xiii + 85 pages : 16 pictures; 2 table Bibliography : 49 (1980--2011)


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................ HALAMAN PERNYATAN ORISINALITAS ........................................ HALAMAN PENGESAHAN .................................................................. KATA PENGANTAR .............................................................................. HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ..................... ABSTRAK ................................................................................................ ABSTRACT .............................................................................................. DAFTAR ISI ............................................................................................. DAFTAR GAMBAR ................................................................................ DAFTAR TABEL ..................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................ 1. PENDAHULUAN ............................................................................

i ii iii iv vi vii viii ix xi xi xii 1

2.

TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 3 2.1 Ikan Nila ...................................................................................... 3 2.2 Gen Transferin ............................................................................. 5 2.3 Desain Primer ............................................................................... 7 2.4 Vektor plasmid pGEM®-T easy ................................................... 8 2.5 Sel kompeten E. coli DH5α ........................................................... 9 2.6 Teknik Molekuler ........................................................................ 10 2.6.1 Polymerase Chain Reaction (PCR) ......................... 10 2.6.2 Elektroforesis ........................................................... 11 2.6.3 Ligasi ....................................................................... 12 2.6.4 Transformasi Gen .................................................... 13 2.6.5 Pengklonaan ............................................................ 13 2.6.6 Seleksi vektor rekombinan hasil pengklonaan ........ 14 2.6.7 Sekuensing .............................................................. 14

3.

METODE PENELITIAN .................................................................. 16 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ......................................................... 16 3.2 Alat ................................................................................................ 16 3.3 Bahan ............................................................................................. 17 3.3.1 Objek penelitian ...................................................... 17 3.3.2 Pemeliharaan ........................................................... 17 3.3.3 Bahan habis pakai ................................................... 18 3.4 Skema Kerja Penelitian ................................................................. 20 3.5 Cara Kerja 3.5.1 Pembuatan larutan/buffer ......................................... 21 3.5.2 Pembuatan medium ................................................. 21 3.5.3 Ekstraksi DNA genom ikan nila .............................. 21 3.5.4 Perhitungan kemurnian dan konsentrasi DNA ........ 22 3.5.5 Polymerase Chain Reaction (PCR) ......................... 22 3.5.6 Elektroforesis ........................................................... 23 3.5.7 Ekstraksi DNA dari fragmen gel agarosa ................ 23


3.5.8 3.5.9 3.5.10 3.5.11 3.5.12 3.5.13 3.5.14 3.5.15 3.5.16 3.5.17

Ligasi ....................................................................... 24 Pembuatan sel kompeten E.coli DH5α .................... 25 Transformasi ............................................................ 25 Isolasi DNA rekombinan ......................................... 26 Digesti DNA ............................................................ 27 Sekuensing ............................................................... 27 Desain primer ........................................................... 27 Optimasi PCR ........................................................... 28 Pengujian primer PCR .............................................. 28 Pengukuran tingkat ekspresi gen transferin............... 28

4.

HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 29 4.1 Hasil ............................................................................................... 29 4.1.1 Isolasi DNA ikan ..................................................... 29 4.1.2 Optimasi PCR gen transferin DNA genom ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam dengan primer TRF F2 dan TRF R1..................................... 30 4.1.3 Amplifikasi dan ekstraksi gel gen transferin dari cDNA ikan nila strain GESIT, Red Nifi dan DNA genom ikan nila strain Selfam ....................... 31 4.1.4 Transformasi gen transferin ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam .................................. 34 4.1.5 Isolasi plasmid ......................................................... 36 4.1.6 Sekuensing dan analisis sekuensing ........................ 37 4.1.7 Desain primer ........................................................... 38 4.1.8 Optimasi PCR dengan primer TrfNF dan TrfNR .... 39 4.1.9 Pengujian primer TrfNF dan TrfNR ........................ 40 4.2 Pembahasan .................................................................................... 42 4.2.1 Isolasi DNA ikan ..................................................... 42 4.2.2 Optimasi PCR gen transferin DNA genom ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam dengan primer TRF F2 dan TRF R1..................................... 43 4.2.3 Amplifikasi dan ekstraksi gel gen transferin dari cDNA ikan nila strain GESIT, Red Nifi dan DNA genom ikan nila strain Selfam ....................... 44 4.2.4 Transformasi gen transferin ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam .................................. 44 4.2.5 Isolasi plasmid ......................................................... 46 4.2.6 Sekuensing dan analisis sekuensing ........................ 46 4.2.7 Desain primer ........................................................... 48 4.2.8 Optimasi PCR dengan primer TrfNF dan TrfNR .... 49 4.2.9 Pengujian primer TrfNF dan TrfNR ........................ 50

5.

KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 52 5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 52 5.2 Saran ............................................................................................... 52

DAFTAR REFERENSI ............................................................................. 53


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Gambar 2.2. Gambar 2.3. Gambar 2.4. Gambar 3.3.2. Gambar 3.4. Gambar 4.1.1. Gambar 4.1.2. Gambar 4.1.3. Gambar 4.1.4.

Gambar 4.1.5. Gambar 4.1.6. Gambar 4.1.7. Gambar 4.1.8. Gambar 4.1.9. Gambar 4.1.10.

Ikan nila (Oreochromis niloticus) ............................... 4 Mekanisme kerja transferin ......................................... 6 Struktur vektor pGEM®-T easy ................................... 9 Siklus PCR ................................................................... 10 Bak tempat pemeliharaan ikan .................................... 18 Skema alur kerja penelitian ......................................... 20 Hasil elektroforesis DNA ikan .................................... 30 Hasil optimasi PCR gen transferin dengan menggunakan primer TRF F2 dan TRF R1 ................ 31 Hasil PCR gen transferin dari cDNA dan DNA genom ikan nila ....................................................................... 32 Hasil elektroforesis gen transferin sebelum proses ekstraksi dari gel (A) dan sesudah proses ekstraksi dari gel (B) ................................................... 33 Hasil transformasi gen transferin ................................ 34 Hasil visualisasi insert checking hasil pengklonaan gen transferin .............................................................. 35 Hasil elektroforesis isolasi plasmid ............................ 36 Hasil digesti gen transferin dalam vektor pGEM®-T easy ............................................................ 37 Hasil elektroforesis optimasi PCR primer TrfNF dan primer TrfNR ........................................................ 40 Hasil elektroforesis pengujian primer TrfNF dan primer TrfNR ........................................................ 41

DAFTAR TABEL

Tabel 3.3.1. Tabel 4.1.1.

Sumber ikan nila yang digunakan dalam penelitian .... 17 Hasil pengukuran kemurnian dan konsentrasi hasil isolasi DNA ikan .......................................................... 29


DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1

Komposisi dan preparasi larutan yang digunakan dalam penelitian ........................................................... 58

Lampiran 2 Lampiran 3

Primer yang digunakan dalam penelitian .................... 60 Komposisi dan cara pembuatan medium SOB dan SOC ....................................................................... 61 Komposisi reaksi PCR untuk mengamplifikasi gen transferin ............................................................... 62 Komposisi reaksi PCR uji primer untuk mengamplifikasi gen transferin ................................... 62 Komposisi reaksi digesti amplikon gen transferin ...... 63 Komposisi reaksi ligasi gen transferin ........................ 63

Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8

Program optimasi PCR gen transferin dengan primer TRF F2 dan TRF R1 ........................................... 63

Lampiran 9 Lampiran 10 Lampiran 11 Lampiran 12 Lampiran 13

Lampiran 14 Lampiran 15 Lampiran 16 Lampiran 17 Lampiran 18 Lampiran 19 Lampiran 20 Lampiran 21 Lampiran 22 Lampiran 23 Lampiran 24 Lampiran 25 Lampiran 26

Lampiran 27 Lampiran 28

Program PCR gen transferin dengan primer TRF F2 dan primer TRF R1 ..................................................... 64 Program optimasi PCR gen trasnferin dengan primer TrfNF dan primer TrfNR ................................. 64 Program PCR gen trasnferin dengan primer TrfNF dan primer TrfNR ........................................................ 64 Perhitungan nilai efisiensi transformasi ...................... 65 Hasil pengukuran tingkat ekspresi gen transferin ikan nila dan ikan mujair dengan perangkat lunak UN-SCAN-IT Gel Analysis ......................................... 66 Hasil sekuensing gen transferin ikan nila strain GESIT................................................................. 67 Hasil sekuensing gen transferin ikan nila strain Red Nifi ............................................................. 68 Hasil sekuensing gen transferin ikan nila strain Selfam ................................................................ 69 Hasil blastn gen transferin ikan nila strain GESIT ...... 70 Hasil blastn gen transferin ikan nila strain Red Nifi ... 71 Hasil blastn gen transferin ikan nila strain Selfam ...... 72 Hasil blastx gen transferin ikan nila strain GESIT ...... 73 Hasil blastx gen transferin ikan nila strain Red Nifi ... 74 Hasil blastx gen transferin ikan nila strain Selfam ...... 75 Hasil homologi gen transferin pada ikan nila .............. 76 Hasil homologi asam amino gen transferin pada ikan nila ............................................................... 77 Hasil persentase GC, nilai melting temperature (Tm) dan struktur hairpin primer TrfNF ............................... 78 Hasil persentase GC, nilai melting temperature (Tm) dan struktur hairpin primer TrfNR .............................. 79 Hasil uji struktur dimer primer TrfNF ......................... 80 Hasil uji struktur dimer primer TrfNR ......................... 81


Lampiran 29 Lampiran 30 Lampiran 31 Lampiran 32

Hasil uji struktur cross dimer primer TrfNF dan primer TrfNR ............................................................... 82 Hasil uji struktur palindrome primer TrfNF ................ 83 Hasil uji struktur palindrome primer TrfNR ................84 Hasil primer BLAST .................................................... 85


BAB 1 PENDAHULUAN

Ikan nila (Oreochromis niloticus) merupakan salah satu ikan air tawar yang dimanfaatkan sebagai ikan konsumsi di Indonesia. Struktur daging ikan nila yang padat menjadikan ikan nila sebagai salah satu pilihan konsumsi. Ikan nila merupakan ikan yang relatif mudah dibudidayakan (Prihatman 2000: 1--2). Hal tersebut disebabkan karena ikan nila tergolong ke dalam kelompok ikan euryhaline, yaitu kelompok ikan yang memiliki tingkat toleransi salinitas yang cukup besar (Wurts 1998: 65). Sebagian besar ikan nila masih dibudidayakan di air tawar, walaupun ikan nila memiliki potensi untuk hidup di air payau atau bahkan air laut. Pemanfaatan perairan payau di Indonesia belum dimanfaatkan secara maksimal (Yin dkk. 2002: 2). Pemanfaatan perairan payau di Indonesia dapat dimaksimalkan dengan cara menjadikan perairan payau tersebut sebagai tempat budidaya kelompok ikan euryhaline, seperti ikan nila. Transferin merupakan protein yang berperan penting dalam proses transportasi zat besi dalam tubuh (Sanz dkk. 2010: 844). Zat besi (ion Fe3+) nantinya akan dimanfaatkan sebagai kofaktor enzim pada proses pembentukan ATP di dalam mitokondria. Transferin diduga memiliki peranan penting bagi kemampuan ikan euryhaline, termasuk ikan nila, untuk dapat bertahan hidup pada rentang salinitas yang cukup luas. Tingkat ekpresi gen transferin akan cenderung meningkat seiring dengan perubahan salinitas pada habitat ikan nila. Peningkatan ekspresi transferin tersebut merupakan salah satu mekanisme untuk menghasilkan ATP yang lebih banyak, sehingga ikan nila mampu bertahan pada perubahan salinitas yang terjadi (Zalups & Koropatnick 2010: 170). Penelitian tentang ikan euryhaline telah dilakukan oleh beberapa peneliti sebelumnya. Ridha (2008: 375) melaporkan bahwa ikan nila (O. niloticus) dan ikan nila (O. niloticus) strain Genetically Improved Farmed Tilapia (GIFT) mampu dibudidayakan pada air payau sampai konsentrasi salinitas 20 ppt. Penelitian selanjutnya bahkan menunjukkan bahwa ikan nila strain merah dan Genetically Supermale Indonesian Tilapia (GESIT) dapat dibudidayakan pada air payau dengan konsentrasi salinitas sampai 35 ppt (Nugroho 2009: 42--43).


Kemampuan adaptasi ikan nila pada perairan payau antara lain dipengaruhi oleh gen transferin (Rengmark & Lingaas 2007: 148). Menurut Okumus & Ciftci (2003: 52), keberadaan gen transferin dapat dilacak dengan menggunakan primer spesifik. Nugroho (2008: belum dipublikasikan) telah berhasil mengkonstruksi primer untuk gen transferin yang didapat dari hasil homologi 4 sekuen gen transferin yang tedapat pada gene bank, yaitu sekuen gen transferin O. niloticus (DQ272465.1), O. aureus variant 1 (AJ318861.1), O. aureus variant 2 (AJ318862.1), dan O. mossambicus (AJ312311.1). Permasalahan pada penelitian adalah primer yang dikonstruksi oleh Nugroho belum diverifikasi dan masih belum spesifik. Oleh karena itu, penelitian bertujuan untuk merekonstruksi primer spesifik gen transferin untuk ikan nila (Oreochromis niloticus). Hipotesis penelitian adalah primer spesifik gen transferin untuk ikan nila (Oreochromis niloticus) berhasil direkonstruksi.


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Ikan Nila

Taksonomi ikan nila menurut Integrated Taxonomy International System (2010: 1) adalah sebagai berikut: Kingdom

: Animalia

Phylum

: Chordata

Class

: Actinopterygii

Ordo

: Perciformes

Family

: Cichlidae

Genus

: Oreochromis

Spesies

: Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758).

Ikan nila merupakan salah satu kelompok ikan air tawar Indonesia. Ikan nila berasal dari benua Afrika dan baru pada tahun 1969 bibit ikan nila secara resmi didatangkan ke Indonesia oleh Balai Besar Penelitian Perikanan Air Tawar (BBPPAT). Pembudidayaan ikan nila umumnya dilakukan di kolam, danau, ataupun sungai. Ikan nila memiliki morfologi tubuh memanjang dengan warna sisik putih kehitaman. Morfologi ikan nila dapat dilihat pada Gambar 2.1. Ikan nila jantan memiliki ukuran tubuh yang lebih besar daripada ikan nila betina. Ikan nila memiliki laju pertumbuhan yang relatif cepat, yaitu sekitar 2 bulan untuk menjadi dewasa dan siap panen. Ikan nila dewasa mampu menghasilkan sel telur satu bulan sekali. Daging ikan nila mempunyai tekstur yang padat dan tebal. Hal tersebut menjadikan ikan nila menjadi salah satu ikan konsumsi di Indonesia (Prihatman 2000: 1--2). Berdasarkan kemampuan toleransi terhadap tingkat salinitas, ikan terbagi atas 2 kelompok yaitu ikan stenohaline dan ikan euryhaline. Ikan stenohaline merupakan kelompok ikan yang memiliki rentang toleransi salinitas yang sempit. Kelompok ikan tersebut tidak akan mampu bertahan hidup jika terjadi perubahan tingkat salinitas pada habitatnya. Contoh ikan dari kelompok stenohaline antara lain ikan mas dan ikan tuna. Ikan euryhaline merupakan kelompok ikan yang memiliki rentang toleransi salinitas yang luas. Kelompok ikan tersebut mampu


beradaptasi pada habitat yang memiliki perbedaan tingkat salinitas. Beberapa ikan dari kelompok euryhaline dapat melakukan migrasi dari perairan tawar ke perairan payau, dan laut. Contoh ikan dari kelompok euryhaline antara lain ikan nila, ikan mujair, ikan salmon, dan belut (Wurts 1998: 1).

Gambar 2.1 Ikan nila (Oreochromis niloticus) [Sumber: Dokumentasi pribadi.]

Ikan nila yang dibudidayakan di Indonesia terdiri atas beberapa strain, antara lain GESIT, Red Nifi, Selfam, BEST, Chitra Lada, Umbulan, Putih, Nirwana, GIFT, JICA, dan Larasati. Ikan nila Genetically Supermale Indonesian Tilapia (GESIT) merupakan ikan nila hasil rekayasa genetik yang dilakukan oleh Balai Besar Pengembangan Budidaya Air Tawar (BBPBAT) Sukabumi dengan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT). Ikan nila GESIT memiliki kromosom kelamin jantan YY, sehingga akan menghasilkan keturunan ikan jantan dengan kromosom XY. Ikan nila Red Nifi merupakan salah satu strain ikan nila yang berasal dari Thailand dan diintroduksi ke Indonesia pada tahun 1981. Ikan nila Selfam merupakan salah satu strain ikan nila yang berasal dari hasil seleksi famili oleh BBPBAT Sukabumi. Ikan nila Bogor Enhanced Strain Tilapia (BEST) merupakan salah satu hasil rekayasa dan pemuliaan ikan nila yang dilakukan oleh Balai Riset Perikanan Budidaya Air Tawar Bogor. Ikan nila Chitra Lada merupakan strain ikan nila yang berasal dari Thailand dan dibudidayakan oleh Balai Benih Ikan (BBI) di Jawa Tengah tahun 2001. Ikan nila strain Umbulan merupakan ikan nila hasil rekayasa yang dilakukan oleh Unit Pelaksana


Teknis PBAT Umbulan Pasuruan. Ikan nila putih merupakan strain ikan nila yang berasal dari Kabupaten Sleman. Ikan nila putih tersebut kemudian diseleksi dan diperkaya dengan memasukkan gen warna dari ikan nila merah Filipina albino. Ikan nila strain Nirwana merupakan salah satu strain ikan nila hasil pengembangan dari Balai Pengembangan Benih Ikan Wanayasa di Purwakarta. Ikan nila Genetically Improved Farmed Tilapia (GIFT) merupakan strain ikan nila yang berasal dari Filipina dan masuk ke Indonesia pada tahun 1994. Ikan nila Japan for International Coorporation Agency (JICA) merupakan salah satu strain ikan nila hasil rekayasa genetik yang dilakukan oleh Balai Besar Budidaya Air Tawar Jambi. Ikan nila pada penelitian tersebut didatangkan dari lembaga riset Kagoshima Fisheries Research Station di Jepang (Direktorat Jendral Perikanan Budidaya 2011: 1; Sucipto 2010: 1).

2.2. Gen Transferin

Gen transferin merupakan suatu gen yang mengkode ekspresi protein transferin pada tubuh individu. Transferin merupakan suatu protein yang memiliki fungsi utama untuk transportasi zat besi dalam darah (Sanz dkk. 2010: 844). Fungsi lain dari transferin antara lain sebagai sistem imunitas, proliferasi sel, dan resistensi terhadap infeksi (Lee dkk. 1998: 287). Transferin sebagian besar dihasilkan oleh hati dan dialirkan melalui plasma darah. Transferin juga dihasilkan di organ lain, seperti pada otak. Ekspresi transferin pada otak dapat ditemukan pada ikan cod Atlantik (Gadus morhua). Transferin terbagi atas beberapa jenis, antara lain ovotransferin (OTF), lactotransferin (LTF), dan melanotransferin (MTF). Ovotransferin merupakan protein transferin yang diekpresikan pada sel telur, sedangkan lactotransferin diekspresikan pada susu. Lactotransferin berfungsi untuk mencegah proliferasi dari mikroba asing. Melanotransferin merupakan protein transferin yang diekspresikan dalam plasma darah (Rengmark & Lingaas 2007: 146).


Gambar 2.2 Mekanisme kerja transferin [Sumber: Zalups & Koropatnick 2010: 170]

Mekanisme kerja transferin dapat dilihat pada Gambar 2.2. Transferin di dalam tubuh berfungsi untuk mengikat zat besi (ion Fe3+). Ikatan antara ion Fe3+ dan molekul transferin nantinya akan berikatan dengan reseptor transferin tipe 1 (TfR1) pada permukaan sel. Ikatan kompleks antara ion Fe3+, transferin, dan resepor transferin tersebut nantinya akan masuk ke dalam sel dengan mekanisme endositosis. Protein clathrin berfungsi untuk membantu pembentukan vesikel pada proses endositosis. Ion Fe3+ yang berada di dalam sel akan dilepaskan dari molekul transferin dan diubah menjadi ion Fe2+ dengan mekanisme pompa hidrogen. Ion Fe2+ tersebut nantinya akan dibawa oleh Divalent Metal Transporter tipe 1 (DMT1) ke dalam mitokondria. Ion Fe2+ berfungsi sebagai kofaktor enzim pada proses respirasi atau pembentukan ATP (Zalups & Koropatnick 2010: 170). Mekanisme kerja transferin pada ikan terjadi pada sel yang terdapat di sekitar insang. Hal tersebut dikarenakan daerah insang pada ikan merupakan daerah tempat pertukaran ion dan udara. Ekspresi gen transferin pada ikan air tawar yang beradaptasi ke air laut akan cenderung mengalami peningkatan. Kadar


zat besi mungkin menghilang dari ikan sejalan dengan terjadinya mekanisme ekskresi. Hal tersebut memungkinkan peningkatan ekspresi gen transferin sebagai respon turunnya kadar zat besi, sehingga nantinya zat besi yang tersisa di dalam tubuh dapat berikatan dengan transferin dan tidak terbuang oleh tubuh (McKnight dkk. 1980: 150).

2.3. Desain Primer Primer merupakan beberapa sekuen basa yang digunakan untuk membatasi daerah yang akan diamplifikasi pada proses PCR (McPherson dkk. 1991: 8). Primer akan menempel pada sekuen DNA tertentu, kemudian proses elongasi akan dimulai dengan bantuan enzim Taq DNA polimerase. Proses penempelan primer ditentukan oleh suhu annealing. Primer membutuhkan suhu yang tepat untuk dapat menempel pada sampel DNA yang akan diamplifikasi. Suhu annealing yang terlalu rendah akan mengakibatkan primer tidak menempel pada sekuen spesifik, sehingga akan terdapat beberapa pita DNA yang terbentuk. Suhu annealing yang terlalu tinggi akan menyebabkan primer tidak dapat menempel pada sampel DNA, sehingga proses amplifikasi tidak terjadi. Suhu annealing untuk suatu primer dapat diprediksi dengan rumus sebagai berikut :

Td = 4 (G+C) + 2 (A+T)

Keterangan Td

= dissociation temperature (oC)

G

= jumlah basa guanin (G) pada primer

C

= jumlah basa sitosin (C) pada primer

A

= jumlah basa adenin (A) pada primer

T

= jumlah basa timin (T) pada primer

Primer PCR yang baik harus memenuhi beberapa persyaratan, antara lain berukuran 18 sampai 30 basa. Primer yang terlalu panjang dapat memperbesar


kemungkinan untuk terbentuknya dimer. Primer yang baik juga harus tidak saling berkomplemen agar tidak membentuk struktur hairpin. Struktur hairpin yang terbentuk pada suatu primer mengakibatkan primer tersebut tidak dapat menempel pada sekuen DNA sampel. Suhu optimal primer forward dan reverse juga harus hampir sama. Perbedaan suhu yang cukup jauh antara kedua primer tersebut dapat mengakibatkan hanya salah satu primer saja yang berfungsi (McPherson dkk. 1995: 8). Proses pembuatan primer PCR beberapa tahun terakhir sudah melibatkan perangkat lunak tertentu. Perangkat lunak tersebut memiliki fungsi yang berbedabeda, antara lain untuk menganalisis DNA target, memprediksi struktur sekunder primer, mendesain primer, analisis situs restriksi, serta pembuatan konstruksi plasmid. Perangkat lunak yang umumnya digunakan untuk mendesain primer antara lain adalah Primer3, Gene Fisher, PCR Designer, PrimerQuest, Rawprimer, dan lain-lain. Perangkat lunak yang berfungsi untuk memprediksi struktur sekunder primer yang telah dibuat antara lain adalah NetPrimer, Primer Premier, Oligo 6, Fast PCR, dan lain-lain. Perangkat lunak yang digunakan untuk membuat primer umumnya juga telah memberikan informasi tambahan seperti nilai melting temperature (Tm) primer, panjang produk PCR, lokasi penempelan primer pada sekuen DNA target, nilai persentase GC, serta berat molekular primer tersebut (Abd-Elsalam 2003: 91--93). 2.4. Vektor Plasmid pGEM®-T easy Vektor plasmid pGEM®-T easy merupakan vektor pengklonaan yang memiliki promoter T7 dan SP6 RNA polimerase yang mengapit daerah Multiple Cloning Site (MCS) di dalam α-peptida yang mengode enzim β-galaktosidase. DNA sisipan yang tersisip pada daerah tersebut akan menginaktivasi pembentukan enzim β-galaktosidase. Hal tersebut menjadikan hasil klona akan dapat diseleksi pada medium penapisan biru putih. Vektor pGEM®-T easy juga memiliki situs pengikatan primer M13 forward dan reverse yang dapat digunakan pada saat proses sekuening. Beberapa situs restriksi juga terdapat pada vektor pGEM®-T easy. Vektor tersebut juga didesain untuk memudahkan verifikasi


plasmid rekombinan melalui proses digesti menggunakan suatu enzim restriksi. Enzim restriksi seperti EcoRI dan NotI merupakan contoh enzim restriksi yang dapat digunakan dalam proses digesti menggunakan satu enzim restriksi untuk melepaskan DNA sisipan pada vektor pGEM®-T easy. Enzim restriksi tersebut memiliki dua situs restriksi pada kedua ujung 3’ yang mengapit DNA sisipan (Gambar 2.3.) (Promega 2008: 2).

Gambar 2.3. Struktur vektor pGEM®-T easy [Sumber: Promega 2008: 4]

2.5. Sel Kompeten E.coli DH5α

Sel kompeten merupakan suatu sel bakteri yang telah diberi perlakuan dengan senyawa garam seperti CaCl2, sehingga sel tersebut mampu untuk menerima DNA asing (Wong 1997: 125). Sel bakteri yang umumnya dijadikan sebagai sel kompeten adalah sel bakteri Escherichia coli. Sel E. coli yang dijadikan sebagai sel kompeten terdiri atas beberapa strain, antara lain sel E. coli BB4, BL21, DH1, DH5α, JM105, dan lain-lain. Sel E. coli dapat dijadikan sebagai sel inang yang baik karena memiliki beberapa karakteristik yang menguntungkan proses pengklonaan, antara lain adalah memungkinkan adanya


proses penapisan biru putih, tidak memiliki aktivitas endonuklease tipe I, serta mampu mencegah pembelahan klona. Sel E. coli DH5α merupakan sel E. coli yang mengalami mutasi pada gen recA1, sehingga menyebabkan sel tersebut mampu memperbanyak DNA asing yang dibawa oleh vektor dan meningkatkan nilai efisiensi transformasi (Sambrook & Russell 2001: A3.7).

2.6. Teknik Molekular

2.6.1 Polymerase Chain Reaction (PCR)

Polymerase Chain Reaction (PCR) merupakan suatu teknik yang berfungsi untuk amplifikasi DNA. Amplifikasi DNA merupakan hasil manipulasi kerja enzim DNA polimerase pada proses replikasi DNA. Replikasi DNA bertujuan untuk mengetahui bagaimana materi genetik diperbanyak, diperbaiki, ataupun diwariskan ke generasi berikutnya. DNA dapat diamplifikasi pada keadaan untai tunggal atau single stranded DNA (ssDNA). Oleh karena itu, ikatan DNA sampel yang akan diamplifikasi harus dilepaskan agar menjadi untai tunggal. Hal tersebut dilakukan dengan menaikkan suhu pada proses PCR. Peningkatan suhu mengakibatkan untaian ganda DNA akan terlepas menjadi untai tunggal (Davis dkk. 1994: 114).

A = hasil PCR P1 = primer forward P2 = primer reverse

Gambar 2.4. Siklus PCR [Sumber: Cowrie Genetic Database Project 2010: 1, telah diolah kembali.]


Proses PCR secara umum terbagi atas tiga tahap, yaitu tahap denaturasi, annealing, dan elongasi. Tahap denaturasi merupakan tahap saat untaian ganda DNA dilepaskan menjadi untai tunggal. Suhu denaturasi umumnya berkisar antara 92oC sampai 94oC. Suhu denaturasi yang terlalu rendah dapat mengakibatkan untaian ganda DNA gagal berpisah, sehingga proses amplifikasi tidak akan terjadi. Waktu denaturasi juga sangat memengaruhi proses PCR. Waktu denaturasi yang terlalu lama akan mengurangi efektifitas dari enzim polimerase (Russell 1994: 304--306). Tahap annealing merupakan tahap penempelan primer pada sampel DNA yang akan diamplifikasi. Suhu annealing yang terlalu rendah dapat mengakibatkan primer tidak menempel spesifik pada sampel DNA, sedangkan suhu annealing yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan primer tidak mampu menempel pada sampel DNA. Gagalnya primer menempel pada sampel DNA mengakibakan proses amplifikasi tidak dapat terjadi. Waktu annealing juga memengaruhi keberhasilan proses amplifikasi. Waktu annealing yang terlalu singkat dapat mengakibatkan primer tidak mampu menempel, sedangkan waktu annealing yang terlalu lama mengakibatkan primer akan gagal menempel akibat ikatan yang kurang stabil. Tahap elongasi merupakan tahap pemanjangan komplemen sampel DNA. Proses tersebut dibantu oleh enzim Taq DNA polimerase. Basa komplemen pada proses elongasi tersusun atas dNTP yang terdapat pada PCR Mixture. Taq DNA polimerase mengkatalis pemanjangan kompelemen sampel DNA dengan kecepatan 35 sampai 70 basa per detik. Sampel DNA yang terlalu panjang membutuhkan waktu elongasi yang lebih lama untuk menyelesaikan proses elongasi sempurna (McPherson dkk. 1995: 13--14).

2.6.2 Elektroforesis

Elektroforesis adalah proses pemisahan molekul-molekul bermuatan dalam medan listrik (Lawrence 1989: 156). Prinsip kerja elektroforesis adalah pemisahan molekul DNA, RNA, atau protein berdasarkan kecepatan migrasi tiaptiap molekul dalam sebuah medan listrik (Fairbanks & Andersen 1999: 278). Molekul DNA seperti protein dan senyawa biologis lainnya membawa muatan listrik. Molekul DNA memilliki muatan negatif (Martin 1996: 50).


Elektroforesis gel digunakan untuk memisahkan protein dan asam nukleat. Medium yang digunakan dalam teknik elektroforesis berupa larutan buffer dan gel. Gel adalah suatu jaring-jaring kompleks molekul polimer. Gel yang digunakan terdiri atas poliakrilamida dan agarosa (Old & Primrose 1985: 7; Martin 1996: 3). Gel poliakrilamida pada umumnya digunakan untuk memisahkan molekul organik yang memiliki ukuran sedang hingga berukuran kecil, karena gel poliakrilamida memiliki pori-pori yang kecil. Gel poliakrilamida memiliki daya pisah yang besar, sehingga lebih akurat dalam proses pemisahan molekul organik. Kekurangan gel poliakrilamida antara lain sulit untuk disisipkan dan kurang aman karena menggunakan zat karsinogenik yang dapat menimbulkan kanker apabila digunakan dalam jumlah dan konsentrasi yang banyak (Old & Primrose 1985: 5; Leonard dkk. 1994: 149). Gel agarosa dibuat dari bahan alami yaitu dari ekstrak rumput laut. Gel agarosa memiliki pori-pori yang besar, sehingga dapat digunakan untuk memisahkan molekul organik yang berukuran relatif besar. Kekurangan penggunaan gel agarosa antara lain kurangnya keakuratan dalam proses pemisahan karena daya pisahnya kecil. Kelebihan penggunaan gel agarosa adalah mudah untuk disisipkan dan lebih aman karena terbuat dari bahan alami yang tidak bersifat karsinogenik (Davis dkk. 1994: 151).

2.6.3 Ligasi

Ligasi merupakan proses penggabungan dua fragmen DNA. Proses ligasi dikatalis oleh enzim ligase. Enzim ligase merupakan enzim yang mengkatalis reaksi pembentukan ikatan fosfodiester antar potongan fragmen DNA dengan menggunakan bacteriophage T4 DNA ligase. Ujung-ujung potongan blunt end juga dapat disatukan dengan enzim tersebut, akan tetapi efesiensi dari proses tersebut relatif rendah (Wong 1997: 70--71).


2.6.4 Tranformasi gen

Transformasi merupakan proses introduksi plasmid ke dalam sel inang atau sel kompeten. Proses transformasi diawali dengan membuat sel kompeten. Sel kompeten merupakan sel bakteri yang telah diberikan perlakuan CaCl2 atau kombinasi garam lainnya. Metode transformasi terdiri atas metode CaCl2, elektroporasi, transfer dengan Agrobacterium tumefaciens, mikroinjeksi, biolistik atau particle bombartment, dan transfer dengan PEG (poliethylen glikol). Metode yang digunakan bergantung pada tipe sel yang digunakan. Penggunaan larutan CaCl2 pada metode CaCl2 yang dipicu kejutan panas (heat shock) dapat menyebabkan DNA menempel pada membran luar sel kompeten. DNA dapat masuk ke dalam sel kompeten setelah diberi kejutan panas (Wong 1997: 133).

2.6.5 Pengklonaan

Pengklonaan merupakan proses pembuatan salinan dari suatu gen dengan prinsip teknologi DNA rekombinan (Brooker 2005: 490). Molekul DNA rekombinan dibuat dengan menyisipkan fragmen DNA yang mengandung gen target ke dalam vektor. Vektor berperan sebagai pembawa gen yang akan diklona ke dalam sel inang. Vektor yang ditransformasikan ke dalam sel inang akan ikut membelah setiap sel melakukan pembelahan, sehingga salinan identik gen target akan tersalin dengan jumlah yang banyak (Wong 1997: 4). Vektor dalam proses pengklonaan umumnya memiliki beberapa elemen struktural, antara lain penanda awal replikasi, sekuen pengenalan untuk enzim restriksi, penanda seleksi (umumnya berupa gen resistensi antibiotik), dan daerah promoter yang memungkinkan berjalannya proses transkripsi DNA yang disisipkan. Vektor yang umumnya digunakan dalam proses pengklonaan antara lain adalah plasmid, fagemid, bacterial artificial chromosome (BAC), dan yeast artificial chromosome (YAC) (Wong 1997: 98; Snustads & Simmons 2003: 486).


2.6.6 Seleksi vektor rekombinan hasil pengklonaan

Seleksi vektor rekombinan dapat dilakukan dengan beberapa metode. Metode seleksi tersebut antara lain dengan menguji sensitivitas dan resistensi terhadap antibiotik, menumbuhkan sel transforman pada medium selektif nutrien, seleksi biru putih, analisis restriksi DNA plasmid, dan hibridisasi asam nukleat (Sambrook dkk. 1989: 1.6). Seleksi biru putih atau teknik α-komplementasi terjadi ketika dua fragmen inaktif enzim β-galaktosidase bersatu membentuk enzim fungsional. Enzim β-galaktosidase menghidrolisis laktosa menjadi glukosa. Aktivitas enzim tersebut dapat diuji dengan menggunakan senyawa Xgal (5-bromo-4-kloro-3-indolil-β-D-galaktosidase) yang menghasilkan warna biru pada medium. Enzim tersebut dihasilkan oleh gen lacZ pada daerah Multiple Cloning Site (MCS) vektor pengklonaan. Senyawa isopropil-1-tio-βgalaktosidase (IPTG) juga digunakan sebagai induser untuk menonaktifkan represor lacZ. Bakteri yang mengandung plasmid rekombinan tidak dapat menghasilkan enzim β-galaktosidase, sehingga pada medium akan berwarna putih. Bakteri yang tidak mengandung plasmid rekombinan tetap akan menghasilkan enzim β-galaktosidase yang dapat memecah senyawa X-gal, sehingga koloni akan berwarna biru (Sambrook & Russell 2001: 1.149--1.150).

2.6.7 Sekuensing

Sekuensing merupakan proses penentuan urutan basa nukleotida suatu molekul dari suatu materi genetik seperti fragmen DNA atau RNA (Russell 1990: 304). Metode sekuensing yang umum digunakan adalah metode Maxam-Gilbert dan Sanger. Metode Maxam-Gilbert merupakan metode sekuensing yang menggunakan bahan kimia spesifik untuk memotong untai fragmen DNA target, sedangkan metode Sanger menggunakan enzim DNA polimerase untuk membentuk salinan komplementer dari fragmen DNA target (Sambrook dkk. 1989: 13.7 & 3.11). Sebagian besar proses sekuensing telah dimodifikasi menjadi suatu program pada komputer, sehingga dikenal sebagai automated DNA sequencing. Proses tersebut merupakan modifikasi dari metode Sanger.


Komputerisasi program sekuensing umumnya menggunakan beberapa macam pewarna yang dapat berpendar untuk memberikan label pada ddNTP. Pewarna tersebut menggantikan peran dari radioaktif fosfat. Pembacaan sekuen dilakukan oleh sistem komputer dengan membedakan panjang gelombang yang berbeda dari hasil pendaran beberapa jenis pewarna (Paolella 1998: 193).


BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Pusat Teknologi Produksi Pertanian (TPP), Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (Puspiptek), Serpong. Penelitian berlangsung selama 11 bulan, terhitung sejak Januari 2011 hingga November 2011.

3.2. Alat

Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah mikropipet 0,1--2,5 µl [Dragon-Med], mikropipet 2--20 µl [Dragon-Med], mikropipet 20--200 µl [Dragon-Med], mikropipet 100--1000 µl [Dragon-Med], mesin vorteks [Heidolph REAX 2000], inkubator [Memmert], mesin sentrifugasi [Hettich ZentrifugenMicro 2000R], freezer -20oC [LG Expresscool], desikator [Vitlab], mesin PCR [ESCO Swift-maxi], timbangan digital [Kern-ew], microwave oven [Panasonic], aparatus elektroforesis [Mupid Ex-U], UV-Transilluminator, Hoefer’s Photo Man, kamera digital [Canon Power Shot S5IS], komputer, hot plate with magnetic stirrer [Cimarec-2], magnetic stirrer, autoklaf sterilisasi [ALP KT-40], autoklaf destruksi [Hirayama HVE-50], freezer 4oC [Sanyo SMR-120F], Laminar Flow Cabinet [ESCO], inkubator shaker [YihDer LM-450D], freezer -41oC [Haier], inkubator water bath [Pharmacia IKB-MultiTemp II], mesin nano drop spectrophotometer [ND-1000], mesin sekuensing [Applied Biosystem HitachiGenetic Analyzer 3130], erlenmeyer 250 ml [Iwaky PYREX®], gelas beaker 250 ml [Iwaki PYREX®], gelas ukur 100 ml, cawan petri, pembakar bunsen, alas timbang, sendok timbang, rak PCR tube, pisau scapel, ice box, dan gunting.


3.3 Bahan

3.3.1 Objek penelitian

Objek penelitian yang digunakan adalah ikan nila (Oreochromis niloticus) yang berumur 4--6 bulan, dengan panjang rata-rata 30 cm, serta berat rata-rata 350 g. Ikan nila didapatkan dari kolam pemeliharaan laboratorium outdoor Laptiab BPPT, kolam budidaya ikan nila salin Karawang, dan Keramba Jaring Apung (KJA) Waduk Cirata. Sirip kaudal ikan nila tersebut nantinya akan digunakan untuk proses isolasi DNA. Ikan nila yang digunakan dalam penelitian adalah ikan nila strain GESIT, Red Nifi, Selfam, BEST, Chitra Lada, Umbulan, Putih, Nirwana, GIFT, dan JICA. Terdapat 2 sirip awetan ikan nila yang digunakan pada penelitian. Sumber ikan nila yang digunakan dalam penelitian dapat dilihat pada Tabel 3.3.1.

Tabel 3.3.1. Sumber ikan nila yang digunakan dalam penelitian No.

Ikan Nila

Sumber

1.

Strain GESIT

Laboratorium outdoor Laptiab

2.

Strain Red Nifi


3.

Strain Selfam

Karawang

4.

Strain BEST


5.

Strain Chitra Lada

Karawang

6.

Strain Umbulan

Karawang

7.

Strain Putih

Karawang

8.

Strain Nirwana

Waduk Cirata

9.

Strain GIFT (sirip kaudal awetan)

Ternate

10.

Strain JICA(sirip kaudal awetan)

Jambi

3.3.2. Pemeliharaan

Ikan nila yang digunakan selama penelitian dipelihara dalam bak fiber berdiameter 1 meter, yang dibedakan antara induk jantan dan betina (Gambar


3.3.2.). Pemeliharaan dilakukan di laboratorium outdoor, Laboratorium Pusat Teknologi Produksi Pertanian, BPPT, Puspiptek, Serpong. Ikan nila diberi pakan komersil berupa butiran [CPP 781] sebanyak 3--4% dari berat badan ikan. Pemberian pakan dilakukan 2 kali sehari, yaitu pagi hari dan sore hari.

1m

Gambar 3.3.2. Bak tempat pemeliharaan ikan nila [Sumber: Dokumentasi pribadi.]

3.3.3 Bahan habis pakai

Bahan-bahan kimia yang digunakan dalam penelitian adalah TNES-Urea buffer (Wasko dkk. 2003: 161--162), fenol : kloroform : isoamil alkohol (25:24:1), proteinase-k [Fermentas], sodium asetat 3M, etanol absolut [Merck], TE buffer, RNAse [Fermentas], primer TRF F2 (TTGACAACTATRAMRCCTGCTYCC) [1st Base], primer TRF R1 (CAGCSGTAAACACCTGACCT) [1st Base], dNTP 2 mM [Fermentas], 10x Dream taq buffer [Fermentas], Dream taq [Fermentas], bubuk agarosa [Fermetas], 1x TBE [Fermentas], 6x loading dye [Fermentas], marka DNA 1 kb [Fermentas], marka DNA 50 pb [Fermentas], ethidium bromida [Merck], vektor pGEM®-T easy [Promega], 2x ligation buffer [Promega], T4 DNA Ligase [Promega], tryptone [Bio Basic Inc.], yeast extract [Bio Basic Inc.], NaCl [Merck], KCl 250 mM, KOH 1M, bubuk agar [BiomarkTM Laboratories], ampicillin, IPTG, X-Gal, koloni E.Coli DH5α, CaCl2: MgCl2 (20 mM:80 mM), CaCl2 0,1 M, tips 0,1--2,5 µl, tips 2--200 µl, tips 100--1000 µl, microsentrifuge tube 1,5 ml, micro thin wall 1,2 ml (PCR tube), aluminium foil, parafilm,


pHmeter [LaMonde], selotip, tisu, disposable gloves [Sensi], plastic wrap, spidol marker, tusuk gigi, dan es batu.


3.4 Skema Kerja Penelitian

Isolasi DNA ikan dari sirip kaudal

Nano drop spectrophotometer

Optimasi dan amplifikasi gen transferin dengan primer TRF F2 dan TRF R1

Ekstraksi DNA dari gel agarosa

heat shock ke dalam E. coli DH5α

Pengklonaan pGEM®-T easy

Digesti dengan EcoRI

Isolasi Plasmid

Sekuensing

PCR

NCBI Verifikasi struktur sekunder primer

Desain primer Homologi

Optimasi dan amplifikasi gen transferin dengan primer TrfNF dan TrfNR

Pengukuran tingkat ekspresi gen transferin dengan perangkat lunak UN-SCAN-IT Gel Analysis Gambar 3.4 Skema alur kerja penelitian


3.5 Cara Kerja

3.5.1 Pembuatan larutan/buffer

Pembuatan larutan/buffer dapat dilihat pada Lampiran 1.

3.5.2 Pembuatan medium

Pembuatan medium dapat dilihat pada Lampiran 3.

3.5.3 Ekstraksi DNA genom ikan nila

Ekstraksi DNA dilakukan pada ikan nila strain GESIT, Red Nifi, Selfam, BEST, Chitra Lada, Umbulan, Putih, Nirwana, GIFT, JICA, ikan mujair, ikan mas, ikan patin, dan ikan gurami yang didapatkan dari berbagai tempat budidaya (Tabel 3.3.1.). Ekstraksi DNA dilakukan dengan menggunakan sirip kaudal ikan sebagai sampel. Sirip kaudal dipotong sepanjang kurang lebih 3 cm, dengan berat sekitar 0,3 g. Metode fenol kloroform digunakan untuk melakukan ekstraksi DNA. Sirip kaudal yang sudah dipotong dimasukkan ke dalam microsentrifuge tube 1,5 ml, kemudian ditambahkan 700 µl TNES-Urea lysis buffer dan 5 µl proteinase-K. Sampel dihomogenisasikan dengan cara membolak-balik tabung beberapa kali, kemudian diinkubasi pada inkubator pada suhu 37oC selama 12--18 jam. Sampel ditambahkan fenol : kloroform : isoamil alkohol (25:24:1) sebanyak 700 µl setelah diinkubasi. Sampel dihomogenisasikan dengan cara membolakbalik tabung selama 10 menit, kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 10.000 rpm selama 10 menit pada suhu 4oC. Supernatan yang terbentuk dimasukkan ke dalam microsentrifuge tube 1,5 ml yang baru. Langkah tersebut diulangi sampai 3 kali untuk memastikan kemurnian DNA. Supernatan yang terbentuk kemudian ditambahkan dengan kloroform : isoamil alkohol (24:1) sebanyak 700 µl. Sampel dihomogenisasikan dengan cara membolak-balik tabung selama 10 menit, kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 10.000 rpm selama 10 menit pada suhu 4oC. Supernatan yang


terbentuk dimasukkan ke dalam microsentrifuge tube 1,5 ml yang baru. Langkah tersebut diulangi sampai 3 kali untuk memastikan kemurnian DNA. Supernatan yang terbentuk ditambahkan sodium asetat 3M sebanyak 20 µl dan etanol absolut dingin sebanyak 60 µl. Sampel kemudian diinkubasi di dalam freezer -20oC selama 30 menit. Sampel disentrifugasi dengan kecepatan 13.000 rpm selama 10 menit pada suhu 4oC setelah diinkubasi. Supernatan yang terbentuk dibuang, sedangkan pelet ditambahkan 1 ml etanol 70% dingin, kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 13.000 rpm selama 10 menit pada suhu 4oC. Supernatan yang terbentuk dibuang, sedangkan pelet divakum selama kurang lebih 30 menit untuk menghilangkan sisa etanol dan memastikan bahwa pelet benar-benar kering. Pelet DNA yang terbentuk kemudian ditambahkan 20 µl TE buffer dan 1 µl RNAse. Sampel DNA genom kemudian diinkubasi pada suhu 37oC selama 1 jam agar enzim RNAse dapat bekerja secara optimal. Sampel kemudian siap digunakan dan dapat disimpan dalam freezer -20oC.

3.5.4 Perhitungan kemurnian dan konsentrasi DNA

Kemurnian dan konsentrasi DNA diukur dengan menggunakan mesin Nano Drop Spectrophotometer [ND-1000].

3.5.5 Polymerase Chain Reaction (PCR)

Sampel cDNA ikan nila strain GESIT dan Red Nifi, serta sampel DNA genom dari ikan nila strain Selfam diamplifikasi untuk mendapatkan sekuen basa yang spesifik. Proses PCR tersebut menggunakan yang telah dikonstruksi oleh Nugroho (data belum dipublikasikan), yaitu primer forward TRF F2 (TTGACAACTATRAMRCCTGCTYCC) dan primer reverse TRF R1 (CAGCSGTAAACACCTGACCT). Kedua primer tersebut akan mengamplifikasi 800 pb pada sampel DNA dan 515 pb pada sampel cDNA. Komposisi reaksi PCR dapat dilihat pada Lampiran 4. Program yang digunakan pada proses PCR terdiri atas 2 proses, yaitu proses optimasi dan amplifikasi. Proses optimasi dibuat dengan menggunakan


teknik gradien PCR. Teknik gradien PCR memungkinkan terjadinya beberapa suhu annealing dalam 1 proses PCR. Program optimasi PCR dapat dilihat pada Lampiran 8. Program yang digunakan untuk amplifikasi didapatkan setelah proses optimasi selesai dilakukan. Program PCR untuk proses amplifikasi menggunakan suhu annealing optimal yang sudah didapatkan dari hasil optimasi, yaitu 59oC. Program PCR dapat dilihat pada Lampiran 9.

3.5.6 Elektroforesis

Elektroforesis dilakukan dengan elektroforesis gel agarosa. Konsentrasi gel agarosa yang digunakan adalah 0,8% dan 2,5%. Gel agarosa 0,8 % dibuat dengan cara melarutkan 0,32 g bubuk agarosa ke dalam 40 ml TBE 1x, sedangkan gel agarosa 2,5 % dibuat dengan cara melarutkan 1 g bubuk agarosa ke dalam 40 ml TBE 1x. Campuran kemudian dipanaskan dengan menggunakan microwave oven sampai bubuk agarosa larut sempurna. Larutan gel agarosa kemudian dicetak pada cetakan aparatus elektroforesis. Gel agarosa yang sudah membeku dipindahkan ke dalam running buffer elektroforesis. Produk PCR dicampur dengan 6x loading dye (2:1), lalu dimasukkan ke dalam sumur sampel. Marka DNA 1 kb atau 50 pb dimasukkan setelah semua sampel sudah dimasukkan ke dalam sumur sampel. Perbandingan antara marka DNA, 6x loading dye, dan akuades adalah satu banding satu banding dua (1:1:2). Aparatus elektroforesis dijalankan dengan tegangan 100 volt selama 30 menit. Gel agarosa kemudian direndam di dalam larutan ethidium bromida selama kurang lebih 15 menit. Pitapita DNA yang terbentuk pada gel dilihat dengan UV-Transilluminator, lalu didokumentasikan untuk dianalisis.

3.5.7 Ekstraksi DNA dari fragmen gel agarosa

Proses ekstraksi DNA dari fragmen gel agarosa dilakukan dengan menggunakan kit “Gel/PCR DNA Fragments Extraction Kit” dari Geneaid. Proses ekstraksi diawali dengan memotong bagian gel yang memiliki pita spesifik


DNA yang diinginkan. Potongan gel kemudian dimasukkan ke dalam microsentrifuge tube 1,5 ml dan ditambahkan larutan DF Buffer sebanyak 500 µl. Sampel kemudian dihomogenisasikan dengan vorteks, lalu diinkubasi pada suhu 55oC sampai 60 oC pada inkubator water bath selama 10--15 menit. Sampel dihomogenisasikan dengan cara membolak-balik tabung setiap 2--3 menit sekali. Sampel diinkubasi hingga potongan gel larut sempurna dengan pelarut. Sampel yang telah diinkubasi didiamkan sampai sampel mencapai suhu ruang. Sampel sebanyak 800 µl dipindahkan ke dalam DF Column yang sudah dimasukkan ke dalam tabung pengumpul 2 ml. Sampel kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 12.000 rpm selama 30 detik pada suhu 4oC. Supernatan yang tertampung pada tabung pengumpul dibuang. Proses sentrifugasi diulangi jika sampel lebih dari 800 µl. Sampel pada DF Column yang sudah disentrifugasi ditambahkan W1 Buffer sebanyak 400 µl. Campuran kemudian disentrifugasi pada kecepatan 12.000 rpm selama 30 detik pada suhu 4oC. Supernatan yang tertampung pada tabung pengumpul dibuang. Sampel pada DF Column yang sudah disentrifugasi kemudian ditambahkan dengan Wash Buffer sebanyak 600 µl. Sampel tersebut didiamkan kurang lebih selama 1 menit, kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 13.000 rpm selama 30 detik pada suhu 4oC. Supernatan yang tertampung pada tabung pengumpul dibuang. Sampel kemudian disentrifugasi kembali dengan kecepatan 12.000 rpm selama 3 menit pada suhu 4oC untuk mengeringkan matriks pada DF Column, kemudian dimasukkan ke dalam microsentrifuge tube 1,5 ml. Elution Buffer sebanyak 15--50 µl ditambahkan ke dalam DF Column, kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 13.000 rpm selama 2 menit pada suhu 4oC. Supernatan yang tertampung pada microsentrifuge tube 1,5 ml merupakan sampel DNA hasil ekstraksi DNA dari fragmen gel agarosa dan disimpan dalam freezer dengan suhu -20oC.

3.5.8 Ligasi Ligasi dilakukan dengan menggunakan plasmid pGEM®-T easy [Promega]. Campuran dalam proses ligasi dapat dilihat pada Lampiran 7. Campuran kemudian diinkubasi pada suhu 4oC selama 12--18 jam.


3.5.9 Pembuatan sel kompeten E. coli DH5α Sel kompeten dibuat berdasarkan metode Hanahan (Sambrook & Russell 2001: 1.105--1.109). Bakteri yang digunakan adalah E.coli strain DH5α. Sebanyak satu ose koloni dari cawan petri biakan dimasukkan ke dalam 50 ml medium SOC cair, kemudian diinkubasi pada inkubator shaker pada suhu 37oC selama 12--18 jam. Sebanyak 5 ml volume kultur dimasukkan ke dalam 45 ml medium SOC cair yang baru, kemudian diinkubasi kembali pada inkubator shaker pada suhu 37oC selama 3 jam. Kultur dipindahkan ke dalam microsentrifuge tube 1,5 ml, kemudian diinkubasi dalam es selama 10 menit. Kultur kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 8000 rpm selama 2 menit pada suhu 4oC. Supernatan yang terbentuk dibuang, sedangkan pelet yang terbentuk ditambahkan CaCl2: MgCl2 (20 mM:80 mM) sebanyak 750 µl. Campuran diinkubasi di dalam es selama 20 menit, kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 8000 rpm selama 2 menit pada suhu 4oC. Supernatan yang terbentuk dibuang, sedangkan pelet ditambahkan CaCl2 0,1 M sebanyak 100 µl. Sel kompeten disimpan dalam freezer -41oC dan siap untuk digunakan.

3.5.10 Transformasi

Proses transformasi dilakukan dengan metode heat shock (Sambrook & Russell 2001: 1.105--1.109). Sel kompeten dicampur dengan plasmid (20 : 1). Campuran diinkubasi di dalam es selama 30 menit. Campuran kemudian dimasukkan ke dalam inkubator water bath dengan suhu 42oC selama 35 detik, kemudian diinkubasi di dalam es selama 2 menit. Campuran kemudian ditambahkan medium SOC cair sebanyak 900 µl dan diinkubasi pada inkubator shaker pada suhu 37oC selama 45 menit. Sebanyak 100--200 µl campuran dituang ke dalam medium seleksi biru putih, kemudian diinkubasi pada suhu 37oC selama 12--18 jam.


3.5.11 Isolasi plasmid

Isolasi plasmid dari hasil pengklonaan dilakukan menggunakan metode Alkaline Lysis with SDS minipreparation (Sambrook & Russell 2001: 1.32--1.34). Bakteri hasil pengklonaan yang positif (berwarna putih) ditumbuhkan pada medium SOB cair yang mengandung ampisilin 100 μg/ml. Proses penumbuhan dilakukan selama 12--18 jam pada suhu 37° C. Bakteri yang telah ditumbuhkan kemudian dipindahkan sebanyak 1 ml ke dalam microsentrifuge tube 1,5 ml. Sentrifugasi kemudian dilakukan dengan kecepatan 6.000 rpm selama 5 menit pada suhu 4° C. Supernatan yang dihasilkan dibuang dan pelet disuspensikan dengan alkaline lysis solution I dingin sebanyak 100 μl, lalu dihomogenisasikan dengan cara membolak-balik tabung dan didiamkan pada suhu ruang selama 5 menit. Alkaline lysis solution II sebanyak 200 μl kemudian ditambahkan pada suspensi pelet dan dihomogenisasikan dengan cara membolak-balik tabung beberapa kali. Campuran kemudian diinkubasi di dalam es selama 5 menit. Alkaline lysis solution III dingin sebanyak 150 μl kemudian ditambahkan pada suspensi setelah proses inkubasi selesai dilakukan. Tabung dihomogenisasikan dengan cara dibolak-balikan beberapa kali. Inkubasi kemudian dilakukan kembali di dalam es selama 5 menit. Campuran kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 13.000 rpm selama 20 menit pada suhu 4° C. Supernatan yang dihasilkan dipindahkan pada microsentrifuge tube 1,5 ml yang baru, kemudian ditambahkan fenol : kloroform : isoamil alkohol (25:24:1) sebanyak 700 µl. Tabung kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 7000 rpm selama 5 menit pada suhu 4oC. Supernatan hasil sentrifugasi dipindahkan ke dalam microsentrifuge tube 1,5 ml yang baru dan ditambahkan etanol absolut dingin sebanyak 700 µl. Tabung kemudian dihomogenisasikan dengan cara dibolak-balikan beberapa kali dan diinkubasi pada suhu -20° C selama 10 menit. Tabung kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 13.000 rpm selama 10 menit pada suhu 4° C. Supernatan yang dihasilkan dibuang dan pelet yang diperoleh dicuci dengan etanol 70% sebanyak 1 ml. Tabung kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 13.000 rpm selama


10 menit pada suhu 4° C. Supernatan yang dihasilkan dibuang dan pelet yang diperoleh dikeringkan menggunakan mesin vakum selama kurang lebih 30 menit dengan tutup tabung dibiarkan terbuka. Pelet ditambahkan dengan larutan TE buffer sebanyak 20--35 µl dan RNAse sebanyak 1 µl, kemudian diinkubasi pada suhu 37oC selama 1 jam.

3.5.12 Digesti DNA

Proses digesti DNA dilakukan dengan menggunakan enzim restriksi EcoRI (Thermo Fisher Scientific 2011: 1). Reaksi digesti DNA dibuat dengan mencampur seluruh komponen reaksi (buffer, enzim, DNA template, dan nuclease-free water) pada microsentrifuge tube 1,5 ml. Campuran reaksi digesti kemudian diinkubasi pada suhu 37° C selama satu setengah jam, lalu diinkubasi kembali pada suhu 65° C selama 5 menit. Komposisi reaksi digesti DNA dapat dilihat pada Lampiran 6.

3.5.13 Sekuensing

Sekuensing dilakukan menggunakan alat dari Applied Biosystem Hitachi dengan seri Genetic Analyzer 3130. Pengerjaan sekuensing dilakukan oleh laboran Balai Pengkajian Bioteknologi BPPT, Serpong.

3.5.14 Desain primer

Primer gen transferin dibuat dengan cara menyusun dan mengurutkan semua sekuen gen transferin ikan nila berbagai strain pada perangkat lunak BioEdit Sequence Alignment Editor versi 7.0.5.3. Sekuen gen transferin ikan nila dari berbagai strain didapatkan dari gene bank dan dari hasil analisis sekuensing. Sekuen gen transferin yang conserved kemudian dibuat primernya dengan menggunakan perangkat lunak Primer 3 versi 0.4.0. Primer tersebut diuji untuk tidak membentuk struktur melingkar (hairpin), self-dimer, cross dimer, dan


palindrome. Pengujian tersebut dilakukan dengan bantuan perangkat lunak NetPrimer PREMIER Biosoft International.

3.5.15 Optimasi PCR

Optimasi primer PCR perlu dilakukan kembali dengan menggunakan teknik gradien. Suhu annealing pada proses optimasi dibuat gradien dari 50oC sampai 60 oC. Suhu annealing yang sudah optimal nantinya akan digunakan sebagai suhu annealing pada proses pengujian primer. Sampel yang digunakan pada tahap optimasi PCR adalah salah satu sampel DNA ikan nila.

3.5.16 Pengujian primer PCR

Suhu annealing optimal pada proses optimasi PCR digunakan sebagai suhu annealing pada proses pengujian primer. Primer hasil desain diuji dengan cara mencampurkan primer tersebut dengan PCR mixture pada proses PCR DNA genom ikan nila strain GESIT, Red Nifi, Selfam, BEST, Chitra Lada, Umbulan, Putih, Nirwana, GIFT, dan JICA. Kontrol negatif dalam proses tersebut digunakan ikan mujair (Oreochromis mossambicus), ikan mas (Cyprinus carpio), ikan patin (Pangasius hipothalmus), dan ikan gurami (Osprhronemus goramy). Kontrol negatif yang digunakan merupakan sampel DNA ikan yang diharapkan tidak mampu menempel dengan primer yang dibuat.

3.5.17 Pengukuran tingkat ekspresi gen transferin

Tingkat ekspresi gen transferin pada ikan nila strain GESIT, Red Nifi, Selfam, BEST, Chitra Lada, Umbulan, Putih, Nirwana, GIFT, JICA, dan ikan mujair diukur dengan menggunakan perangkat lunak UN-SCAN-IT Gel Analysis. Prinsip kerja dari perangkat lunak tersebut adalah dengan membandingkan pixel semua sampel pada gel agarosa dengan marka DNA sebagai standar konsentrasi


BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Isolasi DNA ikan

Hasil isolasi DNA ikan dapat diukur kemurnian dan konsentrasinya menggunakan alat nano drop spectrophotometer. Hasil pengukuran hasil isolasi DNA ikan dapat dilihat pada Tabel 4.1.1.

Tabel 4.1.1. Hasil pengukuran kemurnian dan konsentrasi hasil isolasi DNA ikan No.

Sampel Ikan

Kemurnian

Konsentrasi (ng/µL)

1 Nila strain GESIT

1,82

3.549

2 Nila strain Red Nifi

1,85

2.874

3 Nila strain Selfam

1,93

4.985

4 Nila strain BEST

1,88

3.475

5 Nila strain Chitra Lada

1,92

4.847

6 Nila strain Umbulan

1,85

2.948

7 Nila strain Putih

1,99

1.384

8 Nila strain Nirwana

1,98

4.214

9 Nila strain GIFT

1,93

2.384

10 Nila strain JICA

1,80

3.475

11 Mujair

1,96

1.833

12 Mas

1,97

1.493

13 Gurami

1,99

4.273

14 Patin

1,90

2.346

Hasil dari ektraksi DNA tersebut divisualisasi dengan menggunakan elektroforesis gel agarosa. Hasil visualisasi ekstraksi DNA ikan dapat dilihat pada Gambar 4.1.1.


M

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

13

14

10 kb

Keterangan:

Gel agarosa 0,8%,100 V, 30 menit

M = Marka DNA 1 kb Lajur 1 = Sampel DNA ikan nila strain GESIT Lajur 2 = Sampel DNA ikan nila strain Red Nifi Lajur 3 = Sampel DNA ikan nila strain Selfam Lajur 4 = Sampel DNA ikan nila strain BEST Lajur 5 = Sampel DNA ikan nila strain Chitra Lada Lajur 6 = Sampel DNA ikan nila strain Umbulan Lajur 7 = Sampel DNA ikan nila strain Putih Lajur 8 = Sampel DNA ikan nila strain Nirwana Lajur 9 = Sampel DNA ikan nila strain GIFT Lajur 10 = Sampel DNA ikan nila strain JICA Lajur 11 = Sampel DNA ikan mujair Lajur 12 = Sampel DNA ikan mas Lajur 13 = Sampel DNA ikan patin Lajur 14 = Sampel DNA ikan gurami

Gambar 4.1.1. Hasil elektroforesis DNA ikan

4.1.2 Optimasi PCR gen transferin DNA genom ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam dengan primer TRF F2 dan TRF R1

Sampel DNA yang digunakan pada proses optimasi PCR adalah sampel DNA ikan nila GESIT, Red Nifi dan Selfam. Ikan nila GESIT dan Red Nifi digunakan sebagai sampel proses optimasi PCR, karena ikan tersebut mempunyai nilai ekspresi gen transferin yang paling tinggi diantara strain ikan nila yang lain (Nugroho 2009: 41--42). Ikan nila Selfam digunakan sebagai kontrol positif pada proses optimasi PCR. Hal tersebut karena ikan nila Selfam merupakan salah satu strain ikan nila yang berasal dari hasil seleksi ikan nila unggul. Hasil optimasi PCR gen transferin DNA genom ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam dengan primer TRF F2 dan TRF R1 dapat dilihat pada Gambar 4.1.2.


M

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1000 pb 750 pb

800 pb

Keterangan:

Gel agarosa 0,8%, 100V, 30 menit

M = Marka DNA 1 kb Lajur 1--4 = Sampel DNA ikan nila GESIT Lajur 5--8 = Sampel DNA ikan nila Red Nifi Lajur 9--12 = Sampel DNA ikan nila Selfam Gambar 4.1.2. Hasil optimasi PCR gen transferin ikan nila dengan menggunakan primer TRF F2 dan TRF R1 Gambar 4.2 menunjukkan sampel pada lajur 1, 5, dan 9 merupakan sampel dengan suhu annealing 56oC. Sampel pada lajur 2, 6, dan 10 merupakan sampel dengan suhu annealing 57oC. Sampel pada lajur 3, 7, dan 11 merupakan sampel dengan suhu annealing 58oC, sedangkan sampel pada lajur 4, 8, dan 12 merupakan sampel dengan suhu annealing 59oC. Gambar tersebut menunjukkan bahwa suhu annealing optimal untuk mengamplifiksi gen transferin ikan nila dengan menggunakan primer TRF F2 dan TRF R1 adalah 59oC. Hal tersebut dikarenakan sampel DNA pada suhu annealing 56oC, 57oC, dan 58oC menunjukkan adanya banyak pita DNA yang tidak spesifik, sedangkan sampel DNA pada suhu annealing 59oC menunjukkan pita tunggal yang spesifik (berukuran 800 pb).

4.1.3 Amplifikasi dan ekstraksi gel gen transferin dari cDNA ikan nila strain GESIT, Red Nifi dan DNA genom ikan nila strain Selfam

Amplifikasi gen transferin dilakukan dengan menggunakan sampel cDNA ikan nila strain GESIT dan Red Nifi, serta sampel DNA genom ikan nila strain Selfam. Hasil amplifikasi gen transferin dari cDNA ikan nila strain GESIT, Red


Nifi dan DNA genom ikan nila strain Selfam dengan metode PCR dapat dilihat pada Gambar 4.1.3. M

1000 pb 750 pb 500 pb Keterangan :

1

2

3

4

800 pb 515 pb Gel agarosa 0,8%, 100V, 30 menit

M = Marka DNA 1 kb Lajur 1 = Sampel cDNA ikan nila strain GESIT Lajur 2 = Sampel cDNA ikan nila strain Red Nifi Lajur 3 = Sampel DNA genom ikan nila strain Selfam Lajur 4 = Kontrol negatif Gambar 4.1.3. Hasil PCR gen transferin dari cDNA dan DNA genom ikan nila Gambar 4.1.3. menunjukkan adanya 2 pita DNA dengan ukuran yang berbeda, yaitu 515 pb untuk sampel cDNA ikan nila strain GESIT dan Red Nifi serta 800 pb untuk sampel DNA genom ikan nila strain Selfam. Gen transferin yang terdapat pada lajur 1, 2, dan 3 gel agarosa pada Gambar 4.1.3. selanjutnya diekstraksi dengan menggunakan Gel/PCR DNA Fragments Extraction Kit. Hasil ekstraksi gen transferin dari gel agarosa (Gambar 4.1.4. A) divisualisasi kembali dengan elektroforesis pada gel agarosa 0,8% (Gambar 4.1.4. B). Hasil visualisasi tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.1.4


B

A 1

2

M 3

1

2

3

M

1000 pb 750 pb 500 pb

800 pb 515 pb

Keterangan:

800 pb 515 pb


A = Gambar sebelum ekstraksi gel B = Gambar hasil ekstraksi gel M = Marka DNA 1 kb Lajur 1 = Sampel cDNA ikan nila GESIT Lajur 2 = Sampel cDNA ikan nila Red Nifi Lajur 3 = Sampel DNA ikan nila Selfam Gambar 4.1.4. Hasil elektroforesis gen transferin sebelum proses ekstraksi dari gel (A) dan sesudah proses ekstraksi dari gel (B) Gambar 4.1.4. menunjukkan adanya pita DNA berukuran 515 pb untuk sampel cDNA ikan nila strain GESIT dan Red Nifi sebelum proses purifikasi (Gambar 4.1.4. A) dan setelah proses proses purifikasi (Gambar 4.1.4. B). Pita DNA berukuran 800 pb terdapat pada sampel DNA genom ikan nila strain Selfam sebelum proses purifikasi (Gambar 4.1.4. A) dan setelah proses proses purifikasi (Gambar 4.1.4. B)


4.1.4 Transformasi gen transferin ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam Hasil transformasi gen transferin yang diklona ke dalam E.coli DH5α dapat dilihat pada Gambar 4.1.5

1 cm

1 cm

B

A

1 cm C Keterangan: A B C

= Hasil transformasi gen transferin ikan nila strain GESIT = Hasil transformasi gen transferin ikan nila strain Red Nifi = Hasil transformasi gen transferin ikan nila strain Selfam

Gambar 4.1.5. Hasil transformasi gen transferin ikan nila

Dua belas koloni putih dari masing-masing sampel dipindahkan ke medium SOB padat yang baru dengan menggunakan tusuk gigi yang sudah disterilisasi dengan autoklaf. Medium tersebut kemudian diinkubasi pada suhu 37o C selama 12--16 jam. Keberhasilan proses pengklonaan dikonfirmasi dengan menggunakan metode direct PCR colony (insert checking) dan elektroforesis. Primer yang digunakan untuk proses konfirmasi tersebut adalah adalah primer


TRF F2 dan TRF R1. Hasil visualisasi proses hasil transformasi tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.1.6. A M

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

750 pb 500 pb

515 pb

B M

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

750 pb 500 pb

515 pb C M

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

1000 pb 750 pb

800 pb

Keterangan: M A B C Lajur 1--12

Gel agarosa 0,8%, 100V, 30 menit = Marka DNA 1 kb = Hasil insert checking gen transferin ikan nila strain GESIT = Hasil insert checking gen transferin ikan nila strain Red Nifi = Hasil insert checking gen transferin ikan nila strain Selfam = Sampel hasil PCR koloni

Gambar 4.1.6. Hasil visualisasi insert checking hasil transformasi gen transferin


4.1.5. Isolasi Plasmid Hasil visualisasi isolasi plasmid dapat dilihat pada Gambar 4.1.7. A M

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

7

8

9

10 11 12

7

8

9 10 11 12

10.000 pb 3.000 pb 1.000 pb

B M

1

2

3

4

5

6

10.000 pb 3.000 pb 1.000 pb

C M

1

2

3

4

5

6

10.000 pb 3.000 pb 1.000 pb

Keterangan: M A B C Lajur 1--12

Gel agarosa 0,8%, 100V, 30 menit = Marka DNA 1 kb = Hasil isolasi plasmid gen transferin ikan nila strain GESIT = Hasil isolasi plasmid gen transferin ikan nila strain Red Nifi = Hasil isolasi plasmid gen transferin ikan nila strain Selfam = Sampel hasil isolasi plasmid

Gambar 4.1.7. Hasil elektroforesis isolasi plasmid.


Hasil isolasi plasmid kemudian diverifikasi dengan menggunakan enzim restriksi EcoRI. Hasil visualisasi proses digesti dapat dilihat pada Gambar 4.1.8.

A M

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

3000 pb

3015 pb

500 pb

515 pb

B M

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

3000 pb

3015 pb

500 pb 515 pb Keterangan: M A B Lajur 1--12

Gel agarosa 0,8%, 100V, 30 menit = Marka DNA 1 kb = Hasil digesti gen transferin ikan nila strain GESIT dalam pGEM®-T easy = Hasil digesti gen transferin ikan nila strain Red Nifi dalam pGEM®-T easy = Sampel gen transferin dalam pGEM®-T easy

Gambar 4.1.8. Hasil digesti gen transferin dalam vektor pGEM®-T easy

Gambar 4.1.8. menunjukkan adanya 2 pita DNA yang berukuran 3015 pb dan 515 pb pada sampel gen transferin ikan nila strain GESIT dan Red Nifi hasil isolasi plasmid.

4.1.6 Sekuensing dan analisis sekuensing Koloni hasil isolasi plasmid yang memiliki hasil verifikasi positif kemudian disekuensing. Sekuensing dilakukan oleh laboran dari Laboratorium


Bioteknologi BPPT. Hasil sekuensing gen transferin ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam dapat dilihat pada Lampiran 14, 15, dan 16. Hasil sekuensing yang didapat kemudian dikonfirmasi dengan menggunakan program blastn dan blastx pada gene bank. Program blastn digunakan untuk mendapatkan informasi organisme yang memiliki kesamaan nukleotida dengan sampel nukleotida yang dimiliki, sedangkan program blastx digunakan untuk mendapatkan informasi organisme yang memiliki kesamaan asam amino dengan sampel nukleotida yang dimiliki. Hasil program blastn dapat dilihat pada Lampiran 17, 18, dan 19. Hasil program blastx dapat dilihat pada Lampiran 20, 21, dan 22. Sekuen yang sudah dikonfirmasi kemudian dihomologikan dengan menggunakan perangkat lunak BioEdit Sequence Alignment Editor 7.0.5.3. untuk mengetahui fragmen sekuen yang conserved pada ikan nila. Daerah conserved merupakan suatu daerah sekuen nukleotida yang mengalami sedikit perubahan atau mutasi pada garis evolusi tertentu (Jegga & Aronow 2006: 1--4). Sekuen gen transferin yang berhasil disekuensing berasal dari ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam. Ketiga strain tersebut dihomologikan dengan sekuen gen transferin yang terdapat pada gene bank, yaitu sekuen gen transferin Oreochromis niloticus (DQ272465.1), Oreochromis aureus variant 1 (AJ318861.1), Oreochromis aureus variant 2 (AJ318862.1), dan Oreochromis mossambicus (AJ312311.1). Hasil homologi nukleotida gen transferin dapat dilihat pada Lampiran 23, sedangkan hasil homologi asam amino dapat dilihat pada Lampiran 24.

4.1.7 Desain primer

Primer PCR forward dan reverse didesain secara manual. Situs penempelan primer forward dibuat pada bagian yang memiliki perbedaan basa nukleotida dengan gen transferin pada Oreochromis aureus variant 1 dan 2, serta Oreochromis mossambicus. Situs penempelan primer reverse dibuat pada bagian akhir daerah homologi gen transferin dari semua sekuen. Primer yang telah dibuat kemudian diuji dengan menggunakan perangkat lunak NetPrimer PREMIER Biosoft International. Perangkat lunak tersebut digunakan untuk melihat nilai


persentase GC, nilai melting temperature (Tm), serta struktur sekunder yang dapat terbentuk pada primer. Nilai melting temperature (Tm) pada primer merupakan nilai perkiraan suhu annealing optimal primer yang akan dibuat. Nilai Tm primer forward yang dibuat dapat dilihat pada Lampiran 25, sedangkan nilai Tm primer reverse yang dibuat dapat dilihat pada Lampiran 26. Struktur sekunder yang dapat diprediksi oleh perangkat lunak NetPrimer PREMIER Biosoft International adalah struktur hairpin, self-dimer, cross dimer, dan palindrome. Hairpin merupakan struktur simpul yang terbentuk akibat adanya reaksi ikatan intramolekular pada suatu primer. Suatu primer dapat membentuk struktur hairpin jika terdapat setidaknya 3 basa homolog yang berurutan. Struktur dimer merupakan struktur ikatan yang terjadi antara 2 primer akibat adanya struktur homologi antara kedua primer tersebut. Struktur dimer dapat dibedakan menjadi dua, yaitu self-dimer dan cross dimer. Self dimer dapat terjadi apabila ikatan dimer terjadi pada dua primer yang sejenis (primer forward dengan primer forward atau primer reverse dengan primer reverse), sedangkan cross dimer dapat terjadi apabila ikatan dimer terjadi pada dua primer yang berbeda jenis (primer forward dengan primer reverse). Palindrome merupakan struktur kompelemen antara ujung 5’ dan 3’ pada suatu nukleotida. Prediksi struktur sekunder pada primer forward dan primer reverse yang dibuat dapat dilihat pada Lampiran 25, 26, 27, 28, 29, 30, dan 31. Primer yang sudah diuji dengan perangkat lunak NetPrimer PREMIER Biosoft International, kemudian diuji kembali dengan menggunakan perangkat lunak Primer BLAST. Perangkat lunak tersebut bertujuan untuk mengetahui gen apa saja yang dapat menempel pada primer yang dibuat. Hasil dari pengujian dengan perangkat lunak Primer BLAST dapat dilihat pada Lampiran 32.

4.1.8 Optimasi PCR dengan primer TrfNF dan TrfNR

Primer TrfNF dan primer TrfNR yang sudah dibuat kemudian dioptimasi untuk mengetahui suhu annealing optimal kedua primer tersebut. Hasil optimasi PCR gen transferin dengan primer TrfNF dan primer TrfNR dapat dilihat pada Gambar 4.1.9.


M

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

100 pb 83 pb 50 pb Keterangan:


M

= Marka DNA 50 pb

Lajur 1--12

= Sampel DNA ikan nila

Gambar 4.1.9. Hasil optimasi PCR dengan primer TrfNF dan TrfNR

Gambar 4.1.9. menunjukkan adanya pita DNA berukuran 83 pb pada sampel DNA ikan nila. Suhu annealing yang digunakan pada proses optimasi tersebut adalah 49oC sampai 60oC (lajur 1 sampai lajur 12).

4.1.9 Pengujian primer TrfNF dan TrfNR

Suhu annealing optimal yang didapatkan dari proses optimasi kemudian digunakan dalam program PCR untuk pengujian primer TrfNF dan primer TrfNR. Hasil pengujian primer TrfNF dan TrfNR dapat dilihat pada Gambar 4.1.10


M 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

13 14 15

83 pb 100 pb 50 pb Keterangan:

Gel agarosa 2,5%,100 V, 30 menit

M = Marka DNA 50 pb Lajur 1 = Sampel DNA ikan nila strain GESIT Lajur 2 = Sampel DNA ikan nila strain Red Nifi Lajur 3 = Sampel DNA ikan nila strain Selfam Lajur 4 = Sampel DNA ikan nila strain BEST Lajur 5 = Sampel DNA ikan nila strain Chitra Lada Lajur 6 = Sampel DNA ikan nila strain Umbulan Lajur 7 = Sampel DNA ikan nila strain Putih Lajur 8 = Sampel DNA ikan nila strain Nirwana Lajur 9 = Sampel DNA ikan nila strain GIFT Lajur 10 = Sampel DNA ikan nila strain JICA Lajur 11 = Sampel DNA ikan mujair Lajur 12 = Sampel DNA ikan mas Lajur 13 = Sampel DNA ikan patin Lajur 14 = Sampel DNA ikan gurami Lajur 15 = Kontrol negatif

Gambar 4.1.10. Hasil elektroforesis pengujian primer TrfNF dan primer TrfNR

Gambar 4.1.10. menunjukkan adanya pita DNA berukuran 83 pb pada sampel DNA ikan nila strain GESIT, Red Nifi, Selfam, BEST, Chitra Lada, Umbulan, Putih, Nirwana, GIFT, JICA, dan ikan mujair. Hasil elektroforesis tersebut kemudian digunakan untuk perhitungan tingkat ekspresi gen transferin dengan perangkat lunak UN-SCAN-IT Gel Analysis. Prinsip kerja perangkat lunak tersebut adalah dengan membandingkan pixel gambar masing-masing sampel dengan marka DNA sebagai konsentrasi standar (Putranto & Budiani 2009: 6). Sampel yang diukur adalah sampel ikan nila strain GESIT , Red Nifi, Selfam, BEST, Chitra Lada, Umbulan, Putih, Nirwana, GIFT, JICA, dan ikan mujair. Hasil perhitungan tingkat ekspresi gen


transferin pada ikan nila dan ikan mujair dengan menggunakan perangkat lunak UN-SCAN-IT Gel Analysis dapat dilihat pada Lampiran 13.

4.2 Pembahasan

4.2.1 Isolasi DNA ikan

Ikan nila yang digunakan dalam penelitian dipilih dengan tujuan untuk mewakili populasi strain ikan nila yang terdapat di Indonesia. Pemilihan ikan mas, ikan patin, dan ikan gurami sebagai ikan kontrol adalah karena ketiga ikan tersebut memiliki hubungan kekerabatan yang cukup dekat dengan ikan nila dan merupakan ikan yang umumnya dibudidayakan di Indonesia (Prihatman 2000: 1-2). Hasil pengukuran nilai kemurnian dan konsentrasi hasil isolasi DNA ikan dengan menggunakan mesin nano drop spectrophotometer pada Tabel 4.1 menunjukkan sampel DNA ikan nila hasil isolasi berkisar antara 1,8--1,99. Menurut Thermo Fisher Scientific (2008: 2--5), kemurnian DNA (A260/A280) tergolong baik jika memiliki nilai berkisar antara 1,8--2.0. DNA yang memiliki nilai kemurnian di bawah 1,8 menunjukkan adanya kontaminasi RNA, sedangkan yang memiliki nilai kemurnian di atas 2,0 menunjukkan adanya kontaminsai protein atau DNA lain. Konsentrasi DNA hasil ekstraksi juga menunjukkan hasil yang relatif tinggi, yaitu berkisar antara 1384--4985 ng/µL. Mesin NanoDrop™ 1000 Spectrophotometer efektif untuk mengukur konsentrasi diatas 3700 ng/µl. Kemurnian dan konsentrasi hasil isolasi tersebut tergolong baik. Wasko dkk. (2003: 161--162) melakukan isolasi DNA ikan dari sirip kaudal dengan menggunakan metode isolasi DNA yang sama dan didapat nilai kemurnian berkisar antara 1,6--2,2, serta nilai konsentrasi rata-rata 200 ng/ µL. Hasil visualisasi ektraksi DNA pada Gambar 4.1 menunjukkan adanya pita DNA yang terbentuk di atas marka DNA 1 kb. Hal tersebut disebabkan karena DNA genom ikan nila berukuran 16.627 pb, sehingga pita DNA yang terbentuk berada di atas marka (NCBI 1998: 1). Pita DNA pada lajur 2, 3, 5, dan 6 menunjukkan hasil yang tidak terlalu tebal, walaupun memiliki nilai konsentrasi DNA yang relatif tinggi. Hal tersebut kemungkinan disebabkan karena sampel


DNA yang sudah larut dengan running buffer elektroforesis, sehingga sampel yang terdapat dalam sumur elektroforesis menjadi lebih sedikit (Geneaid 2010: 3).

4.2.2 Optimasi PCR gen transferin DNA genom ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam dengan primer TRF F2 dan TRF R1

Hasil optimasi PCR gen transferin DNA genom ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam dengan primer TRF F2 dan TRF R1 pada Gambar 4.1.2. Suhu annealing merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan reaksi PCR, karena primer akan menempel pada sampel DNA pada suhu annealing yang tepat. Munculnya banyak pita DNA yang terbentuk pada suatu proses PCR dapat disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain volume sampel DNA pada proses PCR terlalu banyak, suhu annealing terlalu rendah, waktu denaturasi yang terlalu singkat, jumlah siklus PCR yang terlalu banyak, adanya kontaminasi DNA asing, serta kesalahan pada pembuatan primer. Hasil optimasi primer tersebut juga menunjukkan adanya struktur dimer. Struktur dimer yang terbentuk dapat disebabkan karena kesalahan pembuatan primer, sehingga primer menempel satu sama lain (Bartlett & Strirling 200: 97). Primer yang digunakan pada optimasi reaksi PCR adalah TRF F2 dan TRF R1. Primer tersebut dibuat berdasarkan hasil homologi gen transferin ikan O. niloticus (DQ272465.1), O. aureus variant 1 (AJ318861.1), O. aureus variant 2 (AJ318862.1), dan O. mossambicus (AJ312311.1). Hasil amplifikasi yang diharapkan nantinya memiliki ukuran 800 pb. Suhu annealing primer TRF F2 dan TRF R1 dioptimasi dengan menggunakan teknik gradien pada mesin PCR. Teknik gradien PCR merupakan teknik dalam proses optimasi PCR yang bertujuan untuk mengamplifikasi DNA dengan menggunakan beberapa suhu annealing yang berbeda dalam satu proses PCR (Özdemir 2009: 496). Rentang suhu annealing yang dgunakan pada proses optimasi PCR primer TRF F2 dan TRF R1 berkisar antara 56oC sampai 59oC.


4.2.3 Amplifikasi dan ekstraksi gel gen transferin dari cDNA ikan nila strain GESIT, Red Nifi dan DNA genom ikan nila strain Selfam

Hasil amplifikasi dan ekstraksi gel gen transferin dari cDNA ikan nila strain GESIT, Red Nifi dan DNA genom ikan nila strain Selfam pada Gambar 4.1.3. menunjukkan adanya 2 pita DNA dengan ukuran yang berbeda, yaitu 515 pb untuk sampel cDNA dan 800 pb untuk sampel DNA. Hal tersebut sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa cDNA merupakan hasil salinan dari mRNA yang sudah tidak memiliki intron (Lodge dkk. 2009: 105--109). Target gen transferin yang diamplifikasi oleh primer TRF F2 dan TRF F1 pada sampel DNA ikan nila adalah sebesar 800 pb, yang dimulai pada urutan basa ke-2919 sampai 3717. Daerah ekson pada fragmen gen tersebut berjumlah 515 pb, sedangkan daerah intron berjumlah 285 pb. Daerah ekson terdapat pada basa ke2875 sampai 3047, basa ke-3154 sampai 3307, basa ke-3393 sampai 3556, dan basa ke-3648 sampai 3744 (NCBI 2000: 1). Gen transferin pada gel agarosa dari ketiga sampel tersebut kemudian akan diekstraksi dengan menggunakan Gel/PCR DNA Fragments Extraction Kit. Hasil ekstraksi gen transferin dari gel agarosa pada Gambar 4.1.4. menunjukkan pita DNA gen transferin setelah proses ektraksi DNA dari gel terlihat lebih tipis dibandingkan dengan pita DNA sebelum proses ekstraksi DNA dari gel. Hal tersebut kemungkinan disebabkan karena kemampuan penyerapan DNA oleh membran silika yang kurang optimal ataupun larutan elusi yang diberikan terlalu banyak. Larutan elusi yang berlebihan dapat mengakibatkan konsentrasi DNA hasil ekstraksi DNA dari gel menjadi rendah, sehingga pita DNA akan terlihat lebih tipis ketika divisualisasi (Geneaid 2010: 3).

4.2.4 Transformasi gen transferin ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam

Sampel hasil ekstrkasi gen transferin dari gel agarosa kemudian digunakan sebagai DNA template dalam proses ligasi ke dalam vektor plasmid pGEM®-T easy. Hasil ligasi tersebut kemudian ditransformasikan ke dalam sel kompeten


E. coli DH5α dan di-spread ke dalam cawan petri. Hasil proses transformasi pada Gambar 4.1.5. menunjukkan adanya koloni-koloni E. coli DH5α yang tumbuh pada medium SOB padat. Hasil dari proses transformasi dapat dilihat dari warna koloni E. coli yang tumbuh pada medium SOB padat. Koloni E. coli dapat tumbuh pada medium SOB padat yang mengandung ampisilin, karena memiliki gen resistan ampisilin yang terdapat pada vektor plasmid (Promega 2003: 5). Koloni yang berwarna putih adalah koloni yang memiliki fragmen gen transferin. Koloni tersebut berwarna putih karena adanya penyisipan gen transferin pada vektor, sehingga gen lac-Z tidak dapat mengekspresikan enzim β-galaktosidase. Hal tersebut mengakibatkan X-gal tidak dapat terhidrolisis, sehingga zat warna biru tidak dapat terbentuk. Koloni yang berwarna biru menunjukkan bahwa tidak ada gen transferin yang tersisipkan pada vektor, sehingga zat warna biru dapat terbentuk (Griffith dkk. 1996: 421). Jumlah klona yang diperoleh pada proses pengklonaan dipengaruhi oleh nilai efisiensi transformasi. Hasil perhitungan nilai efisiensi transformasi untuk sampel gen trasnferin ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam dapat dilihat pada Lampiran 12. Nilai efisiensi transformasi untuk sampel gen transferin dari ikan nila strain GESIT berkisar antara 3,94 x 103 cfu/µg--4,50 x 103 cfu/µg, ikan nila strain Red Nifi berkisar antara 4,47 x 103 cfu/µg--5,36 x 103 cfu/µg, dan ikan nila strain Selfam berkisar antara 5,06 x 103 cfu/µg--5,69 x 103 cfu/µg. Nilai efisiensi transformasi yang semakin tinggi menunjukan bahwa keberhasilan proses transformasi semakin baik (Wong 1997: 131). Keberhasilan penyisipan gen transferin dari 12 koloni yang muncul kemudian dikonfirmasi dengan menggunakan metode direct colony PCR. Primer yang digunakan adalah primer TRF F2 dan TRF R1. Hasil proses konfirmasi tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.1.6. Koloni putih dengan hasil positif ditunjukkan dengan adanya pita DNA yang berukuran 515 pb untuk sampel ikan nila strain GESIT dan Red Nifi, serta pita DNA yang berukuran 800 pb untuk sampel ikan nila strain Selfam. Koloni putih dengan hasil negatif tidak menunjukkan adanya pita DNA. Hasil elektroforesis menunjukkan beberapa koloni berwarna putih tidak memiliki DNA target atau memiliki hasil negatif. Hal tersebut kemungkinan dapat disebabkan karena tidak aktifnya ampisilin, sehingga


mikroorganisme lain yang sensitif terhadap ampisilin dapat tumbuh. Koloni tersebut nantinya dapat tumbuh berwarna putih, namun tidak memiliki salinan fragmen gen target di dalamnya (Promega 2003: 18).

4.2.5. Isolasi plasmid

Klona yang memiliki hasil konfirmasi yang positif kemudian ditumbuhkan ke dalam 50 mL SOB cair untuk tahapan isolasi plasmid. Hasil isolasi plasmid kemudian divisualisasikan dengan menggunakan elektroforesis gel agarosa. Hasil visualisasi isolasi plasmid dapat dilihat pada Gambar 4.1.7. Visualisasi hasil isolasi plasmid yang positif ditunjukkan dengan adanya pita DNA di atas marka DNA. Hal tersebut kemungkinan disebabkan karena bentuk plasmid yang tidak dapat melewati celah pada gel agarosa, sehingga DNA plasmid berada di atas marka DNA. Hasil isolasi plasmid juga dikonfirmasi melalui proses digesti. Proses digesti dilakukan dengan menggunakan enzim restriksi EcoRI, karena enzim tersebut memiliki dua situs pemotongan pada plasmid pGEM®-T easy. Hasil positif dari proses digesti adalah 2 pita DNA, yaitu pita DNA dari plasmid pGEM®-T easy yang berukuran 3015 pb dan pita DNA fragmen gen transferin yang berukuran 515 pb (Promega 2008: 2). Hasil digesti gen transferin dalam plasmid pGEM®-T easy dapat dilihat pada Gambar 4.1.8.

4.2.6 Sekuensing dan analisis sekuensing

Hasil sekuensing dari sampel gen transferin ikan nila strain GESIT, Red Nifi, dan Selfam dikonfirmasi dengan menggunakan program blastn dan blastx pada gene bank. Hasil konfirmasi blastn gen trasnferin ikan nila strain GESIT menunjukkan nilai kesamaan sebesar 98% dengan gen transferin O. niloticus (Lampiran 17), sedangkan hasil konfirmasi blastx menunjukkan nilai kesamaan sebesar 92% dengan protein transferin O. niloticus (Lampiran 20). Hasil konfirmasi blastn gen trasnferin ikan nila strain Red Nifi menunjukkan nilai kesamaan sebesar 98% dengan gen transferin O. niloticus (Lampiran 18), sedangkan hasil konfirmasi blastx menunjukkan nilai kesamaan sebesar 90%


dengan protein transferin O. niloticus (Lampiran 21). Hasil konfirmasi blastn gen trasnferin ikan nila strain Selfam menunjukkan nilai kesamaan sebesar 98% dengan gen transferin O. niloticus (Lampiran 19), sedangkan hasil konfirmasi blastx menunjukkan nilai kesamaan sebesar 90% dengan protein transferin O. niloticus (Lampiran 22). Hasil tersebut merupakan hasil konfirmasi yang dapat dipercaya, karena memiliki nilai kesamaan diatas 90%. Gen transferin hasil sekuensing yang sudah dikonfirmasi kemudian dihomologikan dengan sekuen gen transferin yang terdapat pada gene bank. Hasil homologi tersebut dapat dilihat pada Lampiran 23. Hasil tersebut menunjukkan adanya beberapa fragmen nukleotida yang memiliki kesamaan nukleotida (daerah conserved). Daerah conserved merupakan suatu daerah sekuen nukleotida yang mengalami sedikit perubahan atau mutasi pada garis evolusi tertentu (Jegga & Aronow 2006: 1--4). Daerah homologi yang dipilih untuk proses pembuatan primer PCR adalah daerah yang memiliki perbedaan basa nukleotida antara sampel dengan ikan kontrol. Sampel pada homologi tersebut adalah hasil sekuensing gen transferin ikan nila strain GESIT, Red Nifi, Selfam, dan sekuen gen transferin O. niloticus yang didapat dari gene bank. Sampel kontrol yang digunakan adalah sekuen gen transferin O. aureus variant 1, O. aureus variant 2, dan O. mossambicus yang didapat dari gene bank. Daerah tersebut memiliki perbedaan 2 basa nukleotida (basa GG menjadi AG) dan memiliki fragmen homologi sebesar 83 pb. Fragmen pembeda tersebut nantinya akan menjadi situs penempelan primer forward yang akan dibuat, sedangkan daerah akhir homologi akan menjadi situs penempelan primer reverse. Homologi asam amino juga dilakukan untuk memperkuat daerah conserved antara semua sekuen tersebut. Hasil homologi asam amino menunjukkan adanya daerah conserved antara semua sekuen tersebut (Lampiran 24). Hal tersebut menunjukkan bahwa daerah conserved hasil homologi nukleotida gen transferin sesuai dengan daerah conserved hasil homologi asam amino gen transferin.


4.2.7 Desain Primer

Daerah conserved hasil homologi nukleotida gen transferin menjadi dasar untuk pembuatan primer. Daerah penempelan primer forward dibuat pada daerah yang memiliki perbedaan basa. Hal tersebut bertujuan agar primer tersebut tidak dapat menempel pada sampel yang tidak diinginkan. Primer PCR yang baik memiliki ciri-ciri antara lain berukuran 18--30 basa, memiliki nilai melting temperature (Tm) 52oC sampai 60oC, memiliki nilai persentase GC sebesar 45%-60%, memiliki nilai spesifisitas penempelan yang tinggi, dan tidak terdapat struktur sekunder pada primer tersebut (Abd-Elsalam 2003: 94--95). Primer yang dibuat memiliki ukuran sebesar 19 basa untuk primer forward dan 18 basa untuk primer reverse. Primer yang telah dibuat kemudian diuji dengan menggunakan perangkat lunak NetPrimer PREMIER Biosoft International. Perangkat lunak tersebut mampu untuk melihat nilai persentase basa G dan C (%GC) pada suatu primer, nilai Tm, dan prediksi struktur sekunder pada primer yang akan dibuat. Nilai persentase GC pada primer yang dibuat adalah 57,9% untuk primer forward (Lampiran 25) dan 50% untuk primer reverse (Lampiran 26). Menurut AbdElsalam (2003: 94), nilai tersebut tergolong baik karena berkisar antara 45%-60%. Nilai persentase GC berpengaruh pada nilai Tm dan suhu annealing optimal primer pada proses PCR. Nilai persentase GC yang terlalu tinggi mengakibatkan suhu annealing optimal juga semakin tinggi, demikian pula sebaliknya. Nilai Tm untuk primer yang dibuat adalah 54,38oC untuk primer forward (Lampiran 25) dan 53,53oC untuk primer reverse (Lampiran 26). Nilai Tm tersebut menunjukkan rentang yang cukup baik. Menurut Abd-Elsalam (2003: 94), primer yang memiliki nilai Tm antara 52oC sampai 58oC akan menghasilkan produk PCR yang baik. Nilai Tm antara primer forward dan reverse juga harus hampir sama. Perbedaan suhu yang cukup jauh antara kedua primer tersebut dapat mengakibatkan hanya salah satu primer saja yang berfungsi (McPherson dkk. 1995: 8). Struktur sekunder primer yang akan dibuat juga dapat diprediksi dengan menggunakan perangkat lunak NetPrimer PREMIER Biosoft International. Struktur sekunder tersebut antara lain adalah struktur hairpin, self-


dimer, cross dimer, dan palindrome. Primer yang memiliki struktur hairpin, selfdimer, cross dimer, dan palindrome memungkinkan untuk tidak berfungsi. Oleh karena itu, primer yang akan dibuat harus tidak memiliki semua struktur tersebut (Premier Biosoft International 2009: 9--10). Primer yang didesain menunjukkan tidak adanya struktur hairpin, self-dimer, cross dimer, dan palindrome (Lampiran 25, 26, 27, 28, 29, 30, dan 31). Primer yang sudah diuji dengan perangkat lunak NetPrimer PREMIER Biosoft International kemudian akan diuji dengan menggunakan program Primer BLAST dari gene bank. Program tersebut bertujuan untuk melihat spesifisitas dari primer yang akan dibuat. Hasil uji tersebut menujukkan bahwa primer yang didesain dapat menempel secara spesifik terhadap gen transferin Oreochromis niloticus (Lampiran 32). Hasil yang didapat juga menunjukkan bahwa primer yang didesain memiliki perbedaan beberapa nukleotida dengan gen transferin Oreochromis aureus dan Oreochromis mossambicus. Program primer blast juga memberikan informasi tentang panjang produk PCR yang dapat diamplifikasi dan suhu annealing dari primer tersebut.

4.2.8 Optimasi PCR dengan primer TrfNF dan TrfNR

Hasil optimasi PCR dengan primer TrfNF dan TrfNR dapat dilihat pada Gambar 4.1.9. Gambar tersebut menunjukkan adanya sebuah pita DNA yang berukuran 83 pb. Hampir seluruh suhu annealing pada proses optimasi PCR tersebut menunjukkan pita DNA yang tunggal. Perbedaan yang terlihat pada pita DNA yang terbentuk adalah adanya bentuk smear. Bentuk smear terlihat pada sampel dengan suhu annealing rendah. Hal tersebut antara lain dapat disebabkan karena volume sampel DNA pada proses PCR terlalu banyak, suhu annealing terlalu rendah, waktu denaturasi yang terlalu singkat, jumlah siklus PCR yang terlalu banyak, adanya kontaminasi DNA asing, serta kesalahan pada pembuatan primer (Bartlett & Strirling 200: 97). Suhu annealing yang didapatkan pada proses optimasi PCR adalah 60oC, karena pita DNA yang terbentuk pada suhu annealing tersebut menunjukkan pita DNA tunggal tanpa adanya bentuk smear.


4.2.9 Pengujian primer TrfNF dan TrfNR

Hasil pengujian primer TrfNF dan primer TrfNR dapat dilihat pada Gambar 4.1.10. Gambar tersebut menunjukkan bahwa primer yang didesain mampu mengamplifikasi gen transferin 10 strain ikan nila dengan panjang target produk PCR sebesar 83 pb. Namun, primer yang didesain juga mampu mengamplifikasi gen transferin pada ikan mujair. Hal tersebut kemungkinan disebabkan karena jumlah nukleotida pembeda yang terlalu sedikit, sehingga masih memungkinkan primer dapat menempel pada gen transferin ikan mujair. Selain itu, dapat dilihat bahwa sekuen gen transferin pada ikan nila dan ikan mujair memiliki nilai homologi sekitar 98%. Tingginya nilai homologi kedua sekuen gen transferin tersebut memungkinkan primer dapat mengamplifikasi keduanya, walaupun terdapat perbedaan beberapa nukleotida (Abd-Elsalam 2003: 94--95). Primer TrfNF dan primer TrfNR tidak mampu mengamplifikasi gen transferin ikan mas, ikan patin, dan ikan gurami. Hal tersebut disebabkan karena hubungan kekerabatan ikan nila dengan ketiga ikan tersebut berada pada tingkat Ordo. Tingkat ekspresi gen transferin ikan nila diukur dengan menggunakan perangkat lunak UN-SCAN-IT Gel Analysis. Prinsip kerja perangkat lunak tersebut adalah dengan membandingkan pixel gambar masing-masing sampel dengan menggunakan marka DNA sebagai konsentrasi standar (Putranto & Budiani 2009: 6). Pengukuran tersebut dilakukan dengan konsentrasi standar marka DNA 50 pb sebesar 800 ng. Hasil pengukuran tersebut dapat dilihat pada Lampiran 13. Hasil pengukuran tingkat ekspresi gen transferin pada ikan nila dan ikan mujair menunjukkan bahwa ikan nila strain BEST memiliki konsentrasi tertinggi, yaitu 80,85 ng. Ikan mujair memiliki konsentrasi sebesar 0,9 ng. Hal tersebut menunjukkan bahwa ikan nila mampu untuk mengekspresikan gen transferin lebih tinggi daripada ikan mujair. Ikan nila memiliki tingkat ekpresi yang lebih tinggi, kemungkinan disebabkan karena primer TrfNF dan primer TrfNR didesain spesifik untuk ikan nila sehingga gen transferin pada ikan nila mampu teramplifikasi secara optimal. Gen transferin yang teramplifikasi secara optimal menjadikan pita DNA yang terbentuk menjadi tebal, sehingga nilai pixel


gambar menjadi lebih tinggi. Kespesifikan primer TrfNF dan primer TrfNR juga memengaruhi pengukuran tingkat ekpresi ikan mujair dengan menggunakan perangkat lunak UN-SCAN-IT Gel Analysis. Perbedaan basa nukleotida pada situs penempelan primer forward kemungkinan mengakibatkan gen transferin pada ikan mujair tidak teramplifikasi secara optimal. Proses amplifikasi yang tidak optimal tersebut menjadikan pita DNA yang terbentuk relatif tipis, sehingga nilai pixel gambar menjadi lebih rendah.


BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Primer TrfNF (CAGTKAGGCTYTTGMGGRTG ) dan primer TrfNR (TAAKGGAAYGGMCGATRC) mampu mengamplifikasi gen transferin dari ikan nila strain GESIT, Red Nifi, Selfam, BEST, Chitra Lada, Umbulan, Putih, Nirwana, GIFT, dan JICA dengan ukuran 83 pb.

5.2. Saran

Perlu dilakukan sekuensing gen transferin dari semua strain ikan nila untuk mengetahui adanya kemungkinan perubahan daerah conserved pada gen transferin ikan nila. Analisis dengan teknik mikrosatelit dan Single Nucleotide Polymorphism (SNP) juga perlu dilakukan untuk mengetahui perbedaan basa nukleotida gen transferin ikan nila dengan ikan lain.


DAFTAR REFERENSI

Abd-Elsalam, K.A. 2003. Bioinformatic tools and guideline for PCR primer design. African Journal of Biotechnology. 2 (5): 91--95. Asahida, T., T. Kobayashi, K. Saitoh & I. Nakayama. 2006. Tissue preservation and total DNA extraction from fish stored at ambient temperature using buffers containing high concentration of urea. Fisheries Science. 62: 727-730. Bartlett, J.M.S. & D. Stirling. 2000. Methods in molecular biology: PCR protocols. 2nd ed. Humana Press, New Jersey: iv + 531 hlm. Brooker, R.J. 2005. Genetics: Analysis and principles. McGraw Hill Companies, Inc., Boston: xxii + 842 hlm. Cowrie Genetic Database Project. 2010. DNA amplification. November 2005. 1 hlm. http://www.flmnh.ufl.edu/cowries/amplify.html. 08 Januari 2011, pk.09.44. Davis, L., M. Kuehl, & J. Battey. 1994. Basic methods: Molecular biology. 2nd ed. Appleton & Lange, Norwola: xii + 777 hlm. Direktorat Jendral Perikanan Budidaya. 2011. Ikan nila indukan unggulan. 18 April 2011. 1 hlm. http://www.perikananbudidaya.kkp.go.id/index.php? option=com_content&view=article&id=107:ikan-nila-indukan unggulan& catid=57:berita. 13 Desember 2011, pk. 13.08. Fairbanks, D.J. & W.R. Andersen. 1999. Genetics: The continuity of life. 4th ed. Wadsworth Publishing Company, London: xix + 820 hlm. Frackman, S. & D. Kephart. 1999. Rapid ligation for the pGEM®-T and pGEM® T Easy Vector Systems. 4 hlm. http://www.promega.com/pnotes/71/7807_ 08/7807_08_core.pdf. 05 April 2011, pk. 09.21. Geneaid. 2010. Gel/PCR DNA fragments extraction kit protocols. Geneaid Biotech Ltd., Taipei: 3 hlm. Griffiths, A.J.F., J.H. Miller, D.T. Suzuki, R.C. Lewontin & W.M. Gelbart. 1996. An introduction to genetic analysis. W.H Freeman and Company, NY: xvii + 860 hlm. Integrated Taxonomic Information System. 2010. Oreochromis niloticus,


Linnaeus 1758. 05 Maret 2011: 2 hlm. http://www.itis.gov/servlet/SingleRpt/SingleRpt?search_topic=TSN&searc h_value=638762. 05 Maret 2011, pk. 12.44 Jegga, A.G. & B.J. Aronow. 2006. Evolutionarily conserved noncoding DNA. Encyclopdia of Life Sciences. 32: 1--7. Lawrence, E. 1989. Henderson’s dictionary of biological terms. 10th ed. John Will & Sons, New York: ix + 637 hlm. Lee, J.Y., T. Tada, I. Hirono & T. Aoki. 1998. Molecular cloning and evolution of transferrin cDNAs in salmonids. Molecular Marine Biology and Biotechnology 7 (4): 287--293. Leonard, D., M. Kueh & J. Battley. 1994. Basic methods in molecular biology. 2nd ed. Appletown & Lange Norwalk, Connecticut: xiv + 777hlm. Lodge, J., P. Lund & S. Minchin. 2007. Gene cloning: Principles and applications. Taylor & Francis Group, New York: ix + 462 hlm. Lopera-Barrero, N.M., J.A. Povh, R.P. Ribeiro, P.C. Gomes, C.B. Jacomento & T. da Silva Lopes. 2008. Comparison of DNA extraction protocols of fish fin and larvae samples: modified salt (NaCl) extraction. Ciencia e Investigacion Agraria 35 (1): 65--74. Martin, R. 1996. Gel electrophoresis: nucleid acids. Bios scientific Publisher, Oxford: xvi + 175 hlm. McKnight, G.S., D.C. Lee, D. Heeaplardh, C.A. Finch & R.D. Palmiter. 1980. Regulation of mRNA transcription in chicken liver bysteroid hormones and iron deficiency. Journal of Biological Chemistry 255: 148--153. McPherson, M.J., P. Quirke & G.R. Taylor. 1991. PCR: a practical approach. Oxford University Press, Oxford: xxi + 253 hlm. McPherson, M.J., B.D. Hames & G.R. Taylor. 1995. PCR 2: a practical approach. Oxford University Press, Oxford: xxv + 332 hlm. NCBI. 2009. Oreochromis niloticus mitochondrion, complete genome. 22 Desember: 1 hlm. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NC_013663.1, 4 Oktober 2011, pk. 09.06.


NCBI. 2007. Oreochromis niloticus transferrin (TRF) gene, complete cds: 1 hlm. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/89475214, 4 Oktober 2011, pk. 09.47. Nugroho, B.T. 2009. Identifikasi dan level ekspresi gen transferin pada ikan nila (Oreochromis niloticus). Tesis S2 – Budidaya Perairan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya, Malang: viii + 56 hlm. Okumus, I. & Y. Ciftci. 2003. Fish population genetics and molecular markers: IImolecular markers and their applications in fisheries and aquaculture. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 3: 51--79. Old, R. W. & S. B. Primrose. 1985. Prinsip-prinsip manipulasi gen: suatu pengantar rekayasa genetik. Blackwell Scientific Publications, Oxford: ix + 438 hlm. Özdemir, Z. 2009. Development of a multiplex PCR assay for the simultaneous detection of Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis, Pseudomonas syringae pv. tomato and Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria using pure cultures. Journal of Plant Pathology 91 (2): 495-496. Paolella, P. 1998. Introduction to molecular biology. McGraw-Hill Companies, Inc., Boston: xiii + 241 hlm. Prihatman, K. 2000. Budidaya ikan nila. Maret 2000. 14 hlm. http://www.warintek.ristek.go.id/perikanan/air%20tawar/nila.pdf. 13 Februari 2011, pk. 16.22. Premier Biosoft International. 2009. Net Primer Manual. Premier Biosoft International Inc, Palo Alto: 12 hlm. Promega. 2003. Technical manual pGEM®-T and pGEM®-T easy vector systems. Promega Corporation, Madison: 30 hlm. Putranto, R.A. & A. Budiani. 2009. Isolasi fragmen gen LIPASE dari kapang Absidia corymbifera, Rhizopus oryzae dan Rhizopus oligosporus. Menara Perkebunan 77 (1): 1--12. Rengmark, A.H. & F. Lingaas. 2007. Genomic structure of the Nile tilapia (Oreochromis niloticus) transferrin gene and a haplotype associated with salt water tolerance. Science Direct Aquaculture 272: 146--155.


Ridha, M.T. 2008. Preliminary observation on salinity tolerance of three sizes of the GIFT and non-improved strains of the Nile Tilapia (Oreochromis Niloticus). European Journal of Scientific Research 24 (3): 373--377. Russell, P.J. 1990. Genetics. 5th ed. Addison Wesley Longman, Inc., California: xxi + 805 hlm. Russell, P. J. 1994. Fundamental of genetics. Harper Collins Publishers, New York: xvi + 622 hlm. Sambrook, J., E.F. Fritsch & T. Manniatis. 1989. Molecular cloning: a laboratory manual. 2nd ed. Cold Spring Harbour Laboratory Press, New York: xxxviii + 5.31 + 6.9 hlm. Sambrook, J. & D.W. Russell. 2001. Molecular cloning: A laboratory manual. 3rd ed. Vol 3. Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York: xxvii + 18.136 + A. 14.1 + R.22 + 1.44 hlm. Sanz, A., L. Ordovas, C. Serrano, P. Zaragoza, J. Altarriba & C. Rodellar. 2010. A single nucleotide polymorphism in the coding region of bovine transferin is associated with milk fat yield. Genetics and Molecular Research 9 (2): 843--848. Snustad, D.P. & M.J. Simmons. 2003. Principles of genetics. 3rd ed. John Wiley and Sons, Inc., New York: xix + 840 hlm. Sucipto, A. 2010. Beberapa strain ikan nila di Indonesia. 1 hlm. http://www.adisucipto.com/aquatika/beberapa-strain-ikan-nila-diindonesia.html. 13 Desember 2011, pk. 12.39. Thermo Fisher Scientific. 2008. NanoDrop 1000 Spectrophotometer V3.7 User’s Manual. Thermo Fisher Scientific Inc., Wilmington: 19-4 hlm. Thermo Fisher Scientific. 2011. 1 hlm. EcoRI. http://www.fermentas.com/en/products/all/conventional-restriction enzymes/er027-ecori. 05 April 2011, pk. 09.04. Wasko, A.P., C. Martins, C. Oliveira & F. Foresti. 2003. Non-destructive genetic sampling in fish. An improved method for DNA extraction from fish fins and scales. Hereditas 138: 161—165. Wong, D.W.S. 1997. The ABC of gene cloning. International Thomson Publishing, New York: xiv + 213 hlm.


Wurts, W.A. 1998. Why can some fish live in freshwater, some in salt water, and some in both ?. World Aquaqulture 29 (1): 65. Yin, Y., C.K. Lin & J.S. Diana. 2002. Nineteenth annual technical report culture of red tilapia in brackishwater ponds. 3 hlm http://www.pdacrsp.oregonstate.edu/pubs/technical/19tch/9NS4.pdf. 20 Februari 2011, pk. 16.27. Zalups, R.K. & J. Koropatnick. 2010. Cellular and Molecular Biology of Metals. CRC Press Taylor & Francis Group, Florida: x + 430 hlm.


Lampiran 1 Komposisi dan preparasi larutan yang digunakan dalam penelitian Reagen TNES-Urea Lysis Buffer

Komposisi Tris HCl 10 mM, NaCl 125 mM, EDTA, 10 mM,

Acuan Asahida dkk. 2006:728

SDS 0,5%, dan urea 4M dicampurkan hingga mencapai volume akhir 1 liter. Alkaline Lysis Solution I

50 mM glukosa, 25 mM

Sambrook &

Tris-Cl (pH 8,0), dan 10

Russell 2001:

mM EDTA (pH 8,0)

A1.16

dilarutkan dalam 100 mL ddH2O Alkaline Lysis Solution II

0,2 N NaOH dan 1%

Sambrook &

(w/v) SDS dilarutkan

Russell 2001:

dengan ddH2O sampai

A1.16

volume tertentu Alkaline Lysis Solution III

60 mL 5M potasium

Sambrook &

asetat dan 11,5 mL

Russell 2001:

larutan asam asetat

A1.16

glasial dicampurkan dengan 28,5 mL ddH2O TE Buffer (pH 8,0)

Larutan stok: 10x TE

Sambrook &

100 mM Tris-Cl (pH 8,0)

Russell 2001:

dan 10 mM EDTA (pH 8,0) dilarutkan dengan ddH2O sampai volume tertentu


A1.7

(Lanjutan) Reagen Proteinase K (20 mg/mL)

Komposisi

Acuan

Bubuk proteinase-K

Sambrook &

dilarutkan dengan 50 mM

Russell 2001:

Tris (pH 8,0) steril dan

A1.7

1,5 mM kalsium asetat. TBE Buffer

Larutan stok: 10x TBE

Sambrook &

108 g Tris base, 55 g

Russell 2001:

asam boraks, dan 40 mL

A1.17

0,5 M EDTA (pH 8,0) dilarutkan dengan ddH2O hingga mencapai volume 1l 6x Loading buffer

0,25% (w/v) bromofenol

Sambrook &

elektroforesis tipe III

biru, 025% (w/v) xylene

Russell 2001:

cyanol FF, dan 30% (v/v)

A1.19

gliserol dalam H2O ditambahkan ddH2O sampai volume tertentu Fenol (25) : Kloroform (24) : Isoamil Alkohol (1)

Larutan fenol, kloroform,

Sambrook &

dan isoamyl alkhohol

Russell 2001:

dicampurkan dengan

A1.23

volume tertentu dengan perbandingan 25:24:1


(Lanjutan) Reagen

Komposisi

Acuan

Ethidium Bromida (10 mg/mL) 1 g ethidium bromida

Sambrook &

dilarutkan dengan 100

Russell 2001:

mL H2O, kemudian

A1.26

disimpan pada wadah gelap ataupun dilapisi dengan pembungkus aluminium RNAse (1 mg/mL)

2 mg bubuk RNAse

Sambrook &

dilarutkan dengan 2 mL

Russell 2001:

TE (pH 7,6)

A1.8

Lampiran 2 Primer yang digunakan dalam penelitian Ukuran

Nama

Sekuen

primer

pita DNA

TRF F2

5’TTGACAACTATRAMRCCTGCTYCC 3’ 584 pb

TRF R1

5’CAGCSGTAAACACCTGACCT 3’

TrfNF

5’CAGTKAGGCTYTTGMGGRTG 3’

TrfNR

5’TAAKGGAAYGGMCGATRC 3’


83 pb

Lampiran 3 Komposisi dan cara pembuatan medium SOB dan SOC Komposisi: Tripton Ekstrak khamir NaCl KCl 250 mM Glukosa 1M pH 7 Cara pembuatan medium SOB cair: Satu liter medium SOB dibuat dengan melarutkan 20 g tripton, 5 g ekstrak khamir, 0,5 g NaCl, dan 10 mL KCl 250 mM dengan H2O. Campuran diaduk hingga homogen dengan menggunakan magnetic stirrer. Tingkat keasaman (pH) larutan diatur hingga mencapai pH 7 dengan menambahkan NaOH 5M. Larutan SOB cair kemudian disterilisasi pada suhu 121oC dan tekanan 2 atm selama 15 menit. Medium disimpan pada suhu ruang atau 4o C. Cara pembuatan medium SOB agar: Medium SOB agar dibuat seperti cara di atas, tetapi ditambahkan 20 g/L bubuk agar sebelum diautoklaf. Larutan disterilisasi dengan autoklaf selama 15 menit pada suhu 121o C dengan tekanan 2 atm. Medium disimpan pada suhu ruang atau 4o C. Cara pembuatan medium SOC cair: Medium SOC memiliki komposisi yang hampir sama dengan medium SOB. Sebanyak 20 mL/L larutan glukosa 1M steril ditambahkan pada medium SOB yang sudah diautoklaf dan sudah memiliki suhu sekitar 60oC. Medium disimpan pada suhu ruang atau 4o C. [Sumber: Sambrook & Russell 2001: A2.3.]


Lampiran 4 Komposisi reaksi PCR untuk mengamplifikasi gen transferin Bahan

Volume (µL)

ddH2O

6

20 µM primer TRF F2

0,5

20 µM primer TRF R1

0,5

2 mM dNTP

1

10x buffer DNA Taq polymerase

1

5u/µL Taq polymerase

0,1

20--50 ng/µL sampel DNA

1

TOTAL

10

[Sumber: Sambrook & Russell 2001: 8.21.]

Lampiran 5 Komposisi reaksi PCR uji primer untuk mengamplifikasi gen transferin Bahan ddH2O

Volume (µL) 6

20 µM primer TrfNF

0,5

20 µM primer TrfNR

0,5

2 mM dNTP

1

10x buffer DNA Taq polymerase

1

5u/µL Taq polymerase 20--50 ng/µL sampel DNA TOTAL

0,1 1 10

[Sumber: Sambrook & Russell 2001: 8.21.]


Lampiran 6 Komposisi reaksi digesti amplikon gen transferin Bahan

Volume (µL)

ddH2O

12

10x buffer EcoRI

2

10u/µL EcoRI

1

Amplikon

5 TOTAL

20

[Sumber: Thermo Fisher Scientific Inc. 2011: 1.]

Lampiran 7 Komposisi reaksi ligasi gen transferin Bahan

Volume (µL)

Sampel DNA

5

Plasmid pGEM®-T easy

2

2x ligation buffer

9

T4 DNA ligase

4

TOTAL

20

[Sumber: Frackman & Kephart 1999: 1--2.]

Lampiran 8 Program optimasi PCR gen transferin dengan primer TRF F2 dan TRF R1 Tahapan

Suhu

Waktu

Siklus

Gradien

Pra-denaturasi

95oC

3 menit

-

-

Denaturasi

95 oC

20 detik

35

-

Annealing

55 oC

35 detik

35

10

Elongasi

72 oC

1 menit

35

-

Preservasi

4 oC

∞

-

-


Lampiran 9 Program PCR gen transferin dengan primer TRF F2 dan primer TRF R1 Tahapan

Suhu

Waktu

Siklus

Pra-denaturasi

95oC

3 menit

-

Denaturasi

95 oC

20 detik

35

Annealing

59 oC

35 detik

35

Elongasi

72 oC

1 menit

35

Preservasi

4 oC

∞

-

Lampiran 10 Program optimasi PCR gen transferin dengan primer TrfNF dan primer TrfNR Tahapan

Suhu

Waktu

Siklus

Gradien

Pra-denaturasi

95oC

3 menit

-

-

Denaturasi

95 oC

20 detik

35

-

Annealing

55 oC

35 detik

35

10

Elongasi

72 oC

1 menit

35

-

Preservasi

4 oC

∞

-

-

Lampiran 11 Program PCR gen transferin dengan primer TrfNF dan TrfNR Tahapan

Suhu

Waktu

Siklus

Pra-denaturasi

95oC

3 menit

-

Denaturasi

95 oC

20 detik

35

Annealing

60 oC

35 detik

35

o

Elongasi

72 C

1 menit

35

Preservasi

4 oC

∞

-


Lampiran 12 Pengukuran efisiensi transformasi

Ef. transformasi

= Jumlah koloni x rasio pengenceran x vol. transformasi vol. kultur x konsentrasi DNA [Sumber: Promega 1999: 11.] Ikan nila strain GESIT (ulangan pertama)

= 295 x 1 x 1000 μl 200 μl x 0,350 μg = 4,21 x 103 cfu/μg

Ikan nila strain GESIT (ulangan kedua)


Ikan nila strain GESIT (ulangan ketiga)


Ikan nila strain Red Nifi (ulangan pertama)


Ikan nila strain Red Nifi (ulangan kedua)


Ikan nila strain Red Nifi (ulangan ketiga)


Ikan nila strain Selfam (ulangan pertama)



Ikan nila strain Selfam (ulangan kedua)


Ikan nila strain Selfam (ulangan ketiga)


Lampiran 13 Hasil pengukuran tingkat ekspresi gen transferin ikan nila dan ikan mujair dengan

Konsentrasi DNA (ng)

perangkat lunak UN-SCAN-IT Gel Analysis

Sampel Ikan


Lampiran 14 Hasil sekuensing gen transferin ikan nila strain GESIT

67

Universitas Indonesia


Lampiran 15 Hasil sekuensing gen transferin ikan nila strain Red Nifi

68



Lampiran 16 Hasil sekuensing gen transferin ikan nila strain Selfam


69


Lampiran 17 Hasil blastn gen transferin ikan nila strain GESIT

70



Lampiran 18 Hasil blastn gen transferin ikan nila strain Red Nifi

71



Lampiran 19 Hasil blastn gen transferin ikan nila strain Selfam

72



Lampiran 20 Hasil blastx gen transferin ikan nila strain GESIT

73



Lampiran 21 Hasil blastx gen transferin ikan nila strain Red Nifi

74



Lampiran 22 Hasil blastx gen transferin ikan nila strain Selfam

75



Lampiran 23 Hasil homologi gen transferin pada ikan nila

Daerah pembeda

Daerah conserved gen transferin

76



Lampiran 24 Hasil homologi asam amino gen transferin pada ikan nila

Daerah conserved asam amino protein transferin

77



Lampiran 25 Hasil persentase GC, nilai melting temperature (Tm) dan struktur hairpin primer TrfNF

78



Lampiran 26 Hasil persentase GC, nilai melting temperature (Tm) dan struktur hairpin primer TrfNR

79



Lampiran 27 Hasil uji struktur dimer primer TrfNF

80



Lampiran 28 Hasil uji struktur dimer primer TrfNR

81



Lampiran 29 Hasil uji struktur cross dimer primer TrfNF dan primer TrfNR

82



Lampiran 30 Hasil uji struktur palindrome primer TrfNF

83



Lampiran 31 Hasil uji struktur palindrome primer TrfNR

84



Lampiran 32 Hasil primer BLAST

85



UNIVERSITAS INDONESIA. REKONSTRUKSI PRIMER POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR) SPESIFIK UNTUK GEN TRANSFERIN PADA IKAN NILA (Oreochromis niloticus)

Recommend Documents